JP2002537812A - Fusedのヒトサプレッサー - Google Patents

Fusedのヒトサプレッサー

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、キイロショウジョウバエ融合タンパク質のポリペプチドサプレッサーと相同性を有する新規なポリペプチドと、そのポリペプチドをコードする核酸分子を対象とする。ここにまた提供されるものは、その核酸配列を含んでなるベクターと宿主細胞、異種性ポリペプチド配列に融合した本発明のポリペプチドを含んでなるキメラポリペプチド分子、本発明のポリペプチドに結合する抗体及び本発明のポリペプチドを製造する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、一般的に、細胞増殖及び分化に関連するヘッジホッグ(Hh)シグ
ナル経路に関与する分子に関する。さらに、本発明は、fusedのヒトサプレ
ッサー(「hSU(fu)」)をコードするDNAと相同性を有する新規DNA
の同定及び単離、またここでhSu(fu)あるいはhSu(fu)と命名した
新規ポリペプチドの組換え生産に関する。
【0002】 多細胞生物の発育は少なくとも部分的に、細胞、組織、又は器官のパターンの
位置的情報を特定、指揮又は維持するメカニズムに依存している。種々の分泌さ
れたシグナル伝達分子、例えばトランスフォーミング成長因子-ベータ(TGF-
β)、Wnt、繊維芽成長因子及びヘッジホッグファミリーのメンバー等は、シ
ョウジョウバエ及び脊椎動物における様々な細胞及び構造のパターン形成に関連
している。Perrimon, Cell: 80: 517-520 (1995)。 ヘッジホッグ(Hh)は、キイロショウジョウバエにおける遺伝子スクリーニ
ングによりセグメントポラリティ遺伝子として最初に同定され、Nusslein-Volha
rd等, Roux. Arch. Dev. Biol. 193: 267-282 (1984)、広範な発達機能を果たす
(Perrimon, 上掲)。1つのショウジョウバエHh遺伝子しか同定されていないが、3つのヒ
トHh相同体:ソニックHh(SHh)、デザートHh(DHh)及びインディ
アンHh(IHh)が単離されている(Echelard等, Cell 75, 1417-30 (1993)
;Riddle等, Cell 75: 1401-16 (1993))。SHhは発育中の脊椎動物胚の脊索
及び底板で高レベルで発現される。インビトロ外植片アッセイ並びにトランスジ
ェニック動物におけるSHhの異所性発現は、SHhが神経管パターン形成にお
いて鍵となる役割を果たすことを示している、Echelard等, 上掲, Ericson等, Cell 81: 747-56 (1995); Marti等, Nature 375: 322-5 (199
5); Krauss等, Cell 75, 1432-44 (1993); Riddle等, Cell 75: 1401-16 (1993); Ro
elink等 Cell 81:445-44 (1995), 上掲; Hynes等, Neuron 19: 15-26 (1997)。また、H
hは、肢(Krauss等, Cel 75: 1431-44 (1993); Laufer等, Cell 79, 993-1003
(1994))、体節(Fan 及びTessier-Lavigne, Cell 79, 1175-86 (1994); Johnso
n等, Cell 79: 1165-73 (1994))、肺(Bellusci等, Develop. 124: 53-63 (199
7))及び皮膚(Oro等, Science 276: 817-21 (1997))の発達においても役割を
果たす。同様に、IHh及びDHhは骨、腸及び胚細胞発育に関連する、Apeqvi
st等, Curr. Biol. 7: 801-4 (1997); Bellusci等, Dev. Suppl. 124: 53-63 (1997); Bitgood等, Curr. Biol. 6: 298-304 (1996);
Roberts等, Development 121: 3163-74 (1995)。SHhノックアウトマウスは
、SHhが脊椎動物発生の多くの面に重要であるという考えを更に強めた、Chia
ng等, Nature 383: 407-13 (1996)。 これらのマウスは、脊索及び底板といった
正中線における異常、神経管の腹側細胞型の不存在、末端肢構造の不存在、単眼
症、及び脊柱及び殆どの肋骨における不存在を示す。
【0003】 細胞表面において、Hhシグナルは、12膜貫通ドメインタンパク質Patc
hed(Ptch)(Hooper及びScott, Cell 59: 751-65 (1989); Nakano等, Na
ture 341: 508-13 (1989))及びG-タンパク質結合様レセプターSmoothe
ned(Smo)(Alcedo等, Cell 86: 221-232 (1996); van den Heuval及びIn
gham, Nature 382: 547-551 (1996))にリレーされると考えられている。遺伝子
的及び生化学的証拠が、Ptch及びSmoが多成分レセプター複合体の一部で
あるレセプターモデルを支持している、Chen及びStruhl, Cell 87: 553-63 (199
6); Marigo等, Nature 384: 176-9 (1996); Stone等, Nature 384: 129-34 (199
6)。HhのPtchへの結合に際し、PtchのSmoに対する平常の阻害効果
が解除され、Smoが細胞質膜を通したHhシグナルの伝達を可能にする。Pt
ch遺伝子における機能変異の喪失が、多発性基底細胞癌(BCC)を特徴とす
る遺伝病である基底細胞母斑症候群(BCNS)の患者で同定された。また、機
能障害Ptch遺伝子変異は、多くの割合で散在性基底細胞癌腫を伴っていた(
Chidambaram等, Cancer Research 56: 4599-601 (1996); Gailani等, Nature Genet. 14: 78-81 (1996); Hahn等, Cell
85: 841-51 (1996); Johnson等, Science 272: 1668-71 (1996); Unden等, Can
cer Res. 56: 4562-5; Wicking等, Am. J. Hum. Genet. 60: 21-6 (1997))。Ptch機能の
喪失は、基底細胞癌における制御不能なSmoシグナル伝達を起こすと考えられ
る。同様に、Smo変異の活性化が散在性BCC腫瘍で同定され(Xie等, Natur
e 391: 90-2 (1998))、SHhのレセプター複合体におけるシグナル伝達サブユ
ニットとしてのSmoの役割を強調している。しかしながら、PtchがSmo
を制御することによる正確な機構は未だ明らかになっていない。 重要なことに、シグナル伝達機構が、レセプターから下流の標的に伝達される
ことによるシグナル伝達機構も明確にされねばならない。ショウジョウバエにお
ける遺伝子上位分析は、幾つかのセグメントポラリティ遺伝子を同定し、それら
はHhシグナル伝達経路の成分として機能することがわかった(Ingham, Curr.
Opin. Genet. Dev. 5: 492-8 (1995); Perrimon, 上掲)。これらは、キネシン様分子、Costal-2(Cos-2)(Robbins
等, Cell 90: 225-34 (1997); Sisson等, Cell 90: 235-45 (1997))、fuse
dと命名されたタンパク質(Preat等, Genetics 135: 1047-62 (1990); Therond等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 4224-8 (1996))、及び
Znフィンガータンパク質Ci.(Alexandre等, Genes Dev. 10: 2003-13 (1996); Dominguez等, Science 272: 1621-5 (1996); Orenic
等, Genes Dev. 4: 1053-67 (1990))を含む。Hhシグナル伝達に関係する更な
る成分は、転写因子CBP[Akimaru等, Nature 386: 735-738 (1997)]、ネガ
ティブレギュレータslimb[Jiang及びStruhl, Nature 391: 493-496 (1998
)]及びSHh応答成分COUP-TFII[Krishnan等, Science 278: 1947-19
50 (1997)]を含む。さらに、fusedのサプレッサとして示された分子[Pha
m等, Genetics 140: 587-98 (1995); Preat, Genetics 132: 725-36 (1992)]は
、ショウジョウバエで見出されたもので、Hhシグナル伝達経路の構成要素であ
ると考えられている。
【0004】 これらHh経路の分子の機能的役割及び相互作用は、ある部分においては、遺
伝学的、構造学的分析に基づいて示唆されてきた。Cos-2における変異は胚
致死性であり、各セグメントの中心成分及びHh応答性遺伝子の拡張ドメインの
複製を含むHh過剰発現に類似のフェノタイプを提示する。これに対して、hS
u(fu)及びCiについての変異胚は、各セグメント後部の欠失及び前部の鏡
像様複製の置換を含むHh機能の喪失に類似のフェノタイプを示す、Busson等,
Roux. Arch. Dev. Biol. 197: 221-230 (1988)。Ciの分子キャラクタリゼーシ
ョンは、それがWingless及びDppなどのHh応答性遺伝子を直接活性
化する転写因子であることを示唆した、Alexandre等, (1996), 上掲;Dominguez
等, (1996), 上掲)。同様に、fusedの分子解析により、セリン、トレオニンキ
ナーゼと関連性があり、インタクトなN末端キナーゼドメイン及びC末端制御領
域がその適切は機能に必要であることが明らかになった(Preat等, Nature 347:87-9 (1990); Robbins等, (1997) 上掲;Therond等, Proc. Natl. A
cad. Sci. USA 93: 4224-8 (1996))。Cos-2及びfusedの推定反対機能に一
致して、fused変異はCos-2変異体によって、及びfused変異体の
サプレッサによって抑制される、Preat等, Genetics 135: 1047-62 (1993)。し
かしながら、fused無しの変異及びN-末端キナーゼドメイン変異は、fu
sed変異のサプレッサによって完全に抑制されるが、fusedのC-末端変
異はfusedのサプレッサのバックグラウンドにおいて強いCos-2フェノ
タイプを示す。このことは、fusedキナーゼドメインが、fusedのサプ
レッサが存在しない場合にSHhシグナル伝達の構成アクチベータとして作用す
ることを示唆している。最近の研究は、92kDaショウジョウバエfused
、Cos-2及びCiが微小管結合性多タンパク質複合体として存在し、Hhシ
グナル伝達が微小管からのこの複合体の解離を導くことを示した、Robbins等, C
ell 90: 225-34 (1997); Sisson等, Cell 90: 235-45 (1997)。fused及び
Cos-2の両方ともがHh処理に応答してリン酸化されるが、Robbins等, 上掲
; Therond等, Genetics 142: 1181-98 (1996)、この活性の原因となるキナーゼ
の性質決定は未だ行われていない。
【0005】 今日までに、これらの成分について知られている脊椎動物相同体は、Gliタ
ンパク質ファミリー(例えば、Gli-1、Gli-2及びGli-3)のみであ
る。これらは、Ciに構造的に関連するZnフィンガー推定転写因子である。こ
れらの中で、Gli-1はSHhシグナルのメディエータ候補であることが示さ
れ[Hynes等, Neuron 15: 35-44 (1995), Lee等, Development 124: 2537-52 (1
997); Alexandre等, Genes Dev. 10: 2003-13 (1996)]、Hhに応答する遺伝子
活性化の機構がハエと脊椎動物の間で保存されることを示唆している。Hhカス
ケードにおける他のシグナル伝達因子が進化的に保存されるか否かを決定し、生
化学レベルでのHhシグナル伝達におけるfusedの機能を調べるために、ヒ
トfused cDNAが単離され特性決定された(米国仮出願06/076072、1998年2月26日
出願、ここにその全体を取り込む)。マウスにおいて、fusedはSHh応答
性組織で発現される。生化学的研究は、fusedが機能性キナーゼであること
を示した。機能的研究は、fusedがGliのアクチベータであり、fuse
dのドミナントネガティブ形態がアフリカツメガエル胚におけるSHhシグナル
伝達を阻止できるという証拠を提供する。これらのデータをまとめて、Cos−
2とfusedの両方がHhシグナル伝達に直接的に関連していることが示され
た。
【0006】 最近、ショウジョウバエにおいてfusedタンパク質のサプレッサーが同定
され、新規PEST-包含タンパク質であることが示された(Monnier等, Curr.
Biol. 8: 583-586 (1998), Pham等, Genetics 140: 587-598 (1995), Preat等,
Genetics 135: 1047-1062 (1993)及びPreat, Genetics 132: 725-736(1992))。
PESTドメインはプロリン、グルタミン酸、(又はアスパラギン酸)、セリン
及びトレオニン(一文字コードでそれぞれ、P、E、S、及びT)に富む短い配
列で、低疎水性指数のもので組み合わされている。それらは、短い(2時間以内
)細胞内半減期をもつ多くのタンパク質に見出される(40)。出願人は、ここに
おいて、サプレッサーポリペプチドと相同性のあるポリペプチドをコードするD
NAを同定し、記述し、ここにおいてfusedヒトサプレッサー(「hSu(
fu)」)と、あるいはhSu(fu)と命名した。体細胞において必要である
patched遺伝子の変異は、基底細胞癌腫、原発性乳癌腫、髄芽腫、髄膜腫
を含む散発性腫瘍において同定された。目下のところ、patchedはガン抑
制因子として作用し、これらの変異はpatched遺伝子産物における機能欠
損を引き起こすことが信じられている。従って、hedgehog/patch
edシグナル伝達経路は、腫瘍形成における要因であるかもしれない。細胞増殖
の増強及び腫瘍形成に至る遺伝的変化を検出することは、臨床医学にとって非常
に興味深いことである。細胞増殖変調に至る特異的な変化を同定することは診断
の改善及び関連腫瘍に対する治療可能性へのチャンスになるかもしれない。
【0007】 (発明の概要) 「hSu(fu)」又はPRO1280と命名された新規ポリペプチドをコー
ドするcDNAクローン(DNA33455)が同定された。一実施態様では、
本発明はhSu(fu)ポリペプチドをコードする核酸配列を含んでなる単離さ
れた核酸分子を提供する。 一実施態様では、単離された核酸は、(a)Fig1のhSu(fu)のアミ
ノ酸1〜433の配列(配列番号:2)のアミノ酸配列を持つhSu(fu)ポ
リペプチドをコードする核酸分子、又は(b)(a)の核酸分子の相補鎖に対し
て少なくとも約80%、好ましくは少なくとも約85%、より好ましくは少なく
とも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%、さらにより好ましくは少な
くとも98%、最も好ましくは100%の配列同一性を有する配列により構成さ
れる。他の実施態様では、核酸はATCC寄託番号PTA-127のヒトタンパ
ク質cDNA(DNA33455-1548と命名)にコードされるのと同じ成
熟ポリペプチドをコードするDNA分子又はその相補鎖と相同性を有する。好適
な実施態様では、核酸はATCC寄託番号PTA-127のヒトタンパク質cD
NA(DNA33455-1548)にコードされるのと同じ成熟ポリペプチド
をコードするDNA分子又はその相補鎖を含む。 本発明は、さらに、Fig6A-6Bの約74から約1372残基間の核酸(
配列番号:1)の相補鎖にハイブリダイズ化する核酸配列を含み、hSu(fu
)ポリペプチドをコードする単離された核酸分子に関する。好ましくは、ハイブ
リダイゼーションは緊縮性のハイブリダイゼーション及び洗浄の条件下で行われ
る。 さらに、本発明はFig1のhSu(fu)のアミノ酸1〜433の配列(配
列番号:2)のアミノ酸配列と少なくとも約80%、好ましくは少なくとも約8
5%、より好ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%
、さらにより好ましくは少なくとも98%、最も好ましくは100%の配列同一
性を有するポリペプチドをコードする核酸配列又はその相補鎖を含む単離された
核酸分子に関する。 更なる場合には、本発明は少なくとも100ヌクレオチドを有し、(a)Fi
g1のhSu(fu)のアミノ酸1〜433の配列(配列番号:2)のアミノ酸
配列を有するhSu(fu)ポリペプチドをコードするDNA分子、又は(b)
(a)の相補鎖と緊縮性の条件下で試験DNA分子とハイブリダイズ化すること
により生産される単離された核酸に関し、そのDNA分子が少なくとも約80%
、好ましくは少なくとも約85%、より好ましくは少なくとも約90%、最も好
ましくは少なくとも約95%の配列同一性を有する場合には、その試験DNA分
子を単離することに関する。 特定の場合には、本発明は開始メチオニンを有する、もしくは有さないhSu
(fu)ポリペプチドをコードするDNA又はそのコード化DNAの相補鎖によ
り構成される核酸分子を提供する。 他の面においては、本発明は、(a)Fig1のhSu(fu)のアミノ酸1
〜433の配列(配列番号:2)のアミノ酸配列と比較した時、少なくとも約8
0%のポジティブ、好ましくは少なくとも約85%のポジティブ、より好ましく
は少なくとも約90%のポジティブ、最も好ましくは少なくとも約95%のポジ
ティブのスコアを示すポリペプチドをコードする核酸又は(b)(a)のDNA
の相補鎖により構成される単離された核酸分子に関する。 他の実施態様は、ハイブリダイゼーションプローブとしての利用を見出すこと
ができるhSu(fu)ポリペプチドをコードする配列断片を対象としている。
そのような核酸断片は約20から約80ヌクレオチド長で、好ましくは約20か
ら約60ヌクレオチド長、さらに好ましくは約20から約50ヌクレオチド長、
もっとも好ましくは約20から約40ヌクレオチド長であり、配列番号:1に示
されるヌクレオチド配列から誘導し得る。
【0008】 他の実施態様では、本発明はhSu(fu)又はその変異体をコードする核酸
を含むベクターを提供する。そのベクターはここで同定された単離された核酸分
子のいくつかを含む。 そのようなベクターを含む宿主細胞も提供される。例えば、宿主細胞はCHO
細胞、大腸菌又は酵母でよい。さらに、宿主細胞を、hSu(fu)の発現に適
した条件下で培養し、細胞培養物からそれを回収することを含んでなるhSu(
fu)の製造方法も提供される。
【0009】 さらに他の実施態様では、本発明は上述の如く同定された単離核酸のいずれか
によってコードされた単離hSu(fu)ポリペプチドを提供する。 特に、本発明は単離された天然配列hSu(fu)ポリペプチドを提供し、そ
れは一実施態様においてFig1の残基1〜433(配列番号:2)を含んでな
るアミノ酸配列を含むhSu(fu)である。 他の場合には、本発明は単離されたhSu(fu)ポリペプチドで、Fig1
の残基1〜433(配列番号:2)のアミノ酸配列と少なくとも約80%の配列
同一性、好ましくは少なくとも約85%の配列同一性、さらに好ましくは約90
%の配列同一性、最も好ましくは約95%の配列同一性を有するアミノ酸配列に
よって構成されるものに関する。 さらなる場合には、本発明は単離されたhSu(fu)ポリペプチドで、Fi
g1の残基1〜433(配列番号:2)のアミノ酸配列と少なくとも約80%の
配列同一性、好ましくは少なくとも約85%の配列同一性、さらに好ましくは約
90%の配列同一性、最も好ましくは約95%のポジティブスコアを示すアミノ
酸配列によって構成されるものに関する。 さらに他の場合において、本発明は単離されたhSu(fu)ポリペプチドで
、Fig1の残基1〜433(配列番号:2)のアミノ酸配列又は抗hSu(f
u)抗体に対する結合部位を提供するのに充分な前述配列の断片により構成され
るものに関する。好ましくは、hSu(fu)断片は天然hSu(fu)ポリペ
プチドの定性的生物活性を保持する。 更なる場合には、本発明は(i)緊縮性の条件下で試験DNA分子と(a)配
列番号:2の約1から約433番のアミノ酸配列を有するhSu(fu)をコー
ド化する試験DNA、又は(b)(a)のDNA分子の相補鎖をハイブリダイズ
化することにより生産されるポリペプチド、及びその試験DNA分子が(a)又
は(b)と少なくとも約80%の配列同一性、好ましくは少なくとも約85%の
配列同一性、さらに好ましくは少なくとも約90%の配列同一性、最も好ましく
は少なくとも約95%の配列同一性を有する場合、(ii)ポリペプチドの発現に
とって適切な条件下で試験DNA分子を含む宿主細胞を培養し、(iii)細胞培
養物からポリペプチドを回収することにより生産されるポリペプチドを提供する
。 他の実施態様では、本発明は異質性ポリペプチド又はアミノ酸配列と融合した
hSu(fu)ポリペプチドを含むキメラ分子を提供する。そのようなキメラ分
子の例には、エピトープタグ配列又はイムノグロブリンのFc領域と融合したh
Su(fu)ポリペプチドを含む。 他の実施態様では、本発明はhSu(fu)ポリペプチドと特異的に結合する
抗体を提供する。場合によっては、その抗体はモノクローナル抗体である。 さらに他の実施態様では、本発明は天然hSu(fu)ポリペプチドのアゴニ
スト及びアンタゴニストに関する。特別な実施態様では、そのアゴニスト又はア
ンタゴニストは抗hSu(fu)抗体である。 更なる実施態様では、本発明は天然hSu(fu)ポリペプチドを候補分子に
接触させ、当該ポリペプチドによって仲介される生物学的な活性を検出すること
により天然hSu(fu)ポリペプチドのアゴニスト又はアンタゴニストを同定
する方法に関する。好ましい実施態様において、生物学的活性はヘッジホッグシ
グナル経路において融合ポリペプチドの活性を抑制するものである。 さらなる実施態様では、本発明は製薬的に受容可能な担体と組み合わせて、h
Su(fu)ポリペプチドもしくは上述に定義したようなアゴニスト又はアンタ
ゴニストを含んでなる組成物に関する。 他の実施態様では、本発明はhSu(fu)によるヘッジホッグシグナル伝達
調節の促進に対するアンタゴニストもしくはアゴニストを開発するための化合物
及び方法を提供する。特に、生物有機化学的小分子及びアンチセンスヌクレオチ
ドを含む、SHシグナル伝達経路においてhSu(fu)の正常な機能発現を阻
止、防止、阻害、及び/又は、中和するhSu(fu)のアンタゴニストである
【0010】 さらに他の実施態様において、本発明は、ヒトhSu(fu)の選択的スプラ
イシングされた変異体を提供する。 またさらに他の実施態様では、本発明は、ヘッジホッグシグナル伝達のhSu
(fu)による調節を転調させる分子を同定するためのスクリーニング又はアッ
セイ方法を提供する。好ましくは、その分子は、hSu(fu)のその結合性複
合体(fusedのような)形成タンパク質との相互作用を阻止するか、複合体
の分解を阻止又は阻害するかのいずれかである。このアッセイは、hSu(fu
)及び基質を含む混合物の候補分子とのインキュベーション、及びhSu(fu
)によるヘッジホッグシグナル伝達を調節する候補分子の能力の検出を含む。ス
クリーニングされた分子は、好ましくは小分子薬候補である。 他の実施態様では、この方法は、特定の疾患がヘッジホッグシグナル伝達によ
って調節されるか否かを決定する診断方法に関係し、 (a)試験細胞又は組織を培養し; (b)hSu(fu)によるヘッジホッグシグナル伝達調節を阻害できる化合
物を投与し;そして (c)ヘッジホッグシグナル伝達が変調されるかどうか決定する: ことを含む。
【0011】 (好適な実施態様の詳細な説明) I.定義 ここで使用される際の「hSu(fu)ポリペプチド」、「hSu(fu)タ
ンパク質」及び「hSu(fu)」という用語は、天然配列hSu(fu)及び
hSu(fu)の生物学的活性を有するhSu(fu)変異体(ここで更に詳細
に定義する)を含む。hSu(fu)は、ヒト組織型又は他の供給源といった種
々の供給源から単離してもよく、あるいは組換え及び/又は合成方法によって調
製してもよい。 「天然配列hSu(fu)」は、天然由来のhSu(fu)ポリペプチドと同
一のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含んでいる。このような天然配列hS
u(fu)は、自然から単離することもできるし、組換え及び/又は合成手段に
より生産することもできる。「天然配列hSu(fu)」という用語には、特に
、hSu(fu)の自然に生じる切断形態、分泌形態(例えば、細胞外ドメイン
配列)、自然に生じる変異形態(例えば、選択的にスプライシングされた形態)及
びhSu(fu)ポリペプチドの自然に生じる対立遺伝子変異体が含まれる。本
発明の一実施態様において、天然配列ヒトhSu(fu)は、Fig1に示す配
列番号:2のアミノ酸1〜433を含有する成熟又は全長天然hSu(fu)で
ある。
【0012】 「hSu(fu)変異体」とは、hSu(fu)についてFig1に示した推
定アミノ酸配列(配列番号:2)を有するhSu(fu)のアミノ酸残基1から
433番目と少なくとも約80%のアミノ酸配列相同性を有し、以下に定義され
るような活性を有するhSu(fu)を意味する。このようなhSu(fu)変
異体は、例えば、Fig1(配列番号:2)の配列のN-又はC-末端において一又
は複数のアミノ酸残基が付加、もしくは欠失されたhSu(fu)ポリペプチド
を含む。通常、hSu(fu)変異体は、Fig1に示す配列番号:2のアミノ
酸1〜433番目までのアミノ酸配列と、少なくとも約80%、より好ましくは
少なくとも約85%、さらにより好ましくは少なくとも約90%、さらにより好
ましくは少なくとも95%、よりさらに好ましくは少なくとも98%の配列同一
性を有する。変異体は、天然配列もしくはFig1(配列番号;4)に示されて
いるショウジョウバエのfusedサプレッサーのような既知のサプレッサーを
含まない。
【0013】 hSu(fu)配列に対してここで同定されている「パーセント(%)アミノ酸
配列同一性」は、配列を整列させ、最大のパーセント配列同一性を得るために必
要ならば間隙を導入し、如何なる保存的置換も配列同一性の一部と考えないとし
た、hSu(fu)配列のアミノ酸残基と同一である候補配列中のアミノ酸残基
のパーセントとして定義される。ここで用いられるパーセント同一性値は、入手
可能WU-BLAST-2(Altschul等, Methods in Enzymology, 266: 460-480 (1996);
またここに参考文献として記載してある http://blast.wustl/edu/blast/README
.html, を参照のこと )を使用することにより達成可能である。WU-BLAST-2は
その多くが初期設定値に対してセットされるようなサーチパラメータを利用する
。適切なパラメータは以下の値を有する組である:オーバーラップ スパン=1,
オーバーラプ フラクション=0.125, ワード 閾値(T)=11である。
【0014】 上述のように実施される配列比較の文脈における「ポジティブ(陽性)」とい
う用語は、比較された配列において同一であるばかりでなく類似の性質を有する
ものも含む(例えば、結果として保存的な置換となるような)。ポジティブ%値
は上記定義のように、より長い配列における全残基数により除したBLOSUM
62マトリックスにおけるポジティブ値のスコアされるアミノ酸残基の画分によ
って決定される。 同様に、ここで同定されているhSu(fu)ポリペプチドのコード配列に関
して「パーセント(%)核酸配列同一性」は、hSu(fu)コード配列中のヌク
レオチド残基と同一である候補配列中のヌクレオチド残基のパーセントとして定
義される。ここで使用される同一性値は、オーバーラップ スパンと オーバー
ラプ フラクションがそれぞれ1及び0.125である組み合わせをもつ、初期設定値
に対するWU-BLAST-2セットのBLASTINモジュールにより算出される。
【0015】 「単離された」とは、ここで開示された種々のポリペプチドを記述するために
使用するときは、その自然環境の成分から同定され分離され及び/又は回収され
たポリペプチドを意味する。その自然環境の狭雑成分とは、そのポリペプチドの
診断又は治療への使用を典型的には妨害する物質であり、酵素、ホルモン、及び
他のタンパク質様又は非タンパク質様溶質が含まれる。好ましい実施態様におい
て、ポリペプチドは、(1)スピニングカップシークエネーターを使用することに
より、少なくとも15残基のN末端あるいは内部アミノ酸配列を得るのに充分な
ほど、あるいは、(2) 非還元あるいは還元条件下でのSDS-PAGEを行い、
クーマシーブルーあるいは好ましくは銀染色によって、均一になるまで精製され
る。単離されたポリペプチドには、hSu(fu)の自然環境の少なくとも1つ
の成分が存在しないため、組換え細胞内のインサイツのタンパク質が含まれる。
しかしながら、通常は、単離されたポリペプチドは少なくとも1つの精製工程に
より調製される。 「単離された」hSu(fu)ポリペプチド核酸分子は、同定され、hSu(
fu)核酸の天然源に通常付随している少なくとも1つの汚染核酸分子から分離
された核酸分子である。単離されたhSu(fu)コード化核酸分子は、天然に
見出される形態あるいは設定以外のものである。ゆえに、単離されたhSu(f
u)コード化核酸分子は、天然の細胞中に存在するhSu(fu)核酸分子から
区別される。しかしながら、hSu(fu)をコードする単離された核酸分子は
、例えば、核酸分子が天然の細胞の場合とは異なる染色体上の位置に存在するよ
うな、通常hSu(fu)を発現している細胞に含まれるようなhSu(fu)
-コード化核酸分子を包含する。
【0016】 「コントロール配列」という表現は、特定の宿主生物において作用可能に結合
したコード配列を発現するために必要なDNA配列を指す。例えば原核生物に好
適なコントロール配列は、プロモーター、場合によってはオペレータ配列、及び
リボソーム結合部位を含む。真核生物の細胞は、プロモーター、ポリアデニル化
シグナル及びエンハンサーを利用することが知られている。 核酸は、他の核酸配列と機能的な関係にあるときに「作用可能に結合し」てい
る。例えば、プレ配列あるいは分泌リーダーのDNAは、ポリペプチドの分泌に
参画するプレタンパク質として発現されているなら、そのポリペプチドのDNA
に作用可能に結合している;プロモーター又はエンハンサーは、配列の転写に影
響を及ぼすならば、コード配列に作用可能に結合している;又はリボソーム結合
部位は、もしそれが翻訳を容易にするような位置にあるなら、コード配列と作用
可能に結合している。一般的に、「作用可能に結合している」とは、結合したD
NA配列が近接しており、分泌リーダーの場合には近接していて読み枠の合った
状態にあることを意味する。しかし、エンハンサーは必ずしも近接している必要
はない。結合は簡便な制限部位でのライゲーションにより達成される。そのよう
な部位が存在しない場合は、従来の手法に従って、合成オリゴヌクレオチドアダ
プターあるいはリンカーが使用される。
【0017】 「抗体」という用語は最も広い意味において使用され、特に単一の抗hSu(
fu)抗体モノクローナル抗体(アゴニスト、アンタゴニスト及び中和抗体を含
む)、及び多エピトープ特異性を持つ抗体組成物を包含している。ここで使用さ
れる「モノクローナル抗体」という用語は、実質的に均一な抗体の集団、すなわ
ち、構成する個々の抗体が、少量存在しうる自然に生じる可能性のある突然変異
を除いて同一である集団から得られる抗体を指す。
【0018】 ハイブリッド形成反応の「緊縮性」は、当業者によって容易に決定され、一般
的にプローブ長、洗浄温度、及び塩濃度に依存する経験的な計算である。一般に
、プローブが長くなると適切なアニーリングのための温度が高くなり、プローブ
が短くなると温度は低くなる。ハイブリッド形成は、一般的に、相補的鎖がその
融点より低い環境に存在する場合における変性DNAの再アニールする能力に依
存する。プローブとハイブリッド形成可能な配列との間の所望の相同性の程度が
高くなると、使用できる相対温度が高くなる。その結果、より高い相対温度は、
反応条件をより緊縮性にするが、低い温度は緊縮性を低下させる。さらに、緊縮
性は塩濃度に逆比例する。ハイブリッド形成反応の緊縮性の更なる詳細及び説明
は、Ausubel等, Current Protocols in Molecular Biology, Wiley Interscience Publishers, (1995)を参照のこと。 ここで定義される「緊縮性条件」、「高緊縮性条件」は、(1)洗浄のために
低イオン強度及び高温度、例えば、50℃において0.015Mの塩化ナトリウ
ム/0.0015Mのクエン酸ナトリウム/0.1%のドデシル硫酸ナトリウム
を用いるもの;(2)ハイブリッド形成中にホルムアミド等の変性剤、例えば、
42℃において50%(vol/vol)ホルムアミドと0.1%ウシ血清アルブミン
/0.1%フィコール/0.1%のポリビニルピロリドン/50mMのpH6.
5のリン酸ナトリウムバッファー、及び750mMの塩化ナトリウム、75mM
クエン酸ナトリウムを用いるもの;(3)42℃における50%ホルムアミド、
5xSSC(0.75MのNaCl、0.075Mのクエン酸ナトリウム)、5
0mMのリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%のピロリン酸ナトリウム、
5xデンハード液、超音波処理サケ精子DNA(50μg/ml)、0.1%S
DS、及び10%デキストラン硫酸を42℃で用い、洗浄を0.2xSSC(塩
化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)及び0.1%SDS中で42℃で行うもの
;もしくは(4)10%のデキストラン硫酸と2xSSC及び55℃での50%
ホルムアミド、ついで55℃におけるEDTAを含む0.1xSSCからなる高
緊縮性洗浄を用いるものによって同定される。 「中程度の緊縮性条件」は、Sambrook等, Molecular Cloning: A Laboratory
Manual、New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989、に記載されているように同定され、上記の緊縮性より低い洗浄溶液及びハ
イブリッド形成条件(例えば、温度、イオン強度及び%SDS)の使用を含む。
中程度の緊縮性条件は、20%ホルムアミド、5xSSC(150mMのNaC
l、15mMのクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.
6)、5xデンハード液、10%デキストラン硫酸、及び20mg/mLの変性
剪断サケ精子DNAを含む溶液中の37℃での終夜インキュベーション、ついで
1xSSC中37−50℃でのフィルターの洗浄といった条件である。当業者で
あれば、プローブ長などの因子に適合させる必要に応じて、どのようにして温度
、イオン強度等を調節するかを認識するであろう。
【0019】 「エピトープタグ」なる用語は、ここで用いられるときは、「タグポリペプチ
ド」に融合したhSu(fu)ポリペプチドを意味する。タグポリペプチドは、
その抗体が産生され得るエピトープを提供するに十分な残基を有しているが、h
Su(fu)ポリペプチドの活性を阻害しないよう充分に短い。また、タグポリ
ペプチドは、好ましくは、抗体が他のエピトープと実質的に交差反応をしないよ
うにかなり独特である。適切なタグポリペプチドは、一般に、少なくとも6のア
ミノ酸残基、通常は約8〜約50のアミノ酸残基(好ましくは約10〜約20の
残基)を有する。
【0020】 ここで用いられる「イムノアドヘシン」なる用語は、異種タンパク質(「アド
ヘシン」)の結合特異性と免疫グロブリン定常ドメインとを結合した抗体様分子
を指す。構造的には、イムノアドヘシンは、所望の結合特異性を持ち、抗体の抗
原認識及び結合部位以外である(即ち「異種の」)アミノ酸配列と、免疫グロブ
リン定常ドメイン配列との融合物を含む。イムノアドヘシン分子のアドへシン部
分は、典型的には少なくともレセプター又はリガンドの結合部位を含む隣接アミ
ノ酸配列である。イムノアドヘシンの免疫グロブリン定常ドメイン配列は、Ig
G-1、IgG-2、IgG-3又はIgG-4サブタイプ、IgA(IgA-1及
びIgA-2を含む)、IgE、IgD又はIgMなどの任意の免疫グロブリン
から得ることができる。
【0021】 「変調」又は「変調する」という語句は、シグナル伝達経路のアップレギュレ
ーション又はダウンレギュレーションを意味する。シグナル伝達の制御下での細
胞プロセスは、これらに限られないが、特定遺伝子の転写;代謝、増殖、分化、
接着、アポトーシス及び生存などの正常な細胞機能、並びに、形質転換、分化及
び転移の阻止といった異常なプロセスを含みうる。 「ポリメラーゼ連鎖反応」又は「PCR」の技術は、ここで用いられる場合、
一般に核酸、RNA及び/又はDNAの特定の切片の少量が1987年7月28日発行
の米国特許第4,683,195号に記載されたように増幅される方法を意味する。一般
的に、対象とする領域の両末端から又は利用可能の必要な部分をカバーする配列
情報は、オリゴヌクレオチドプライマーの設計を可能にし;これらのプライマー
は増幅されるテンプレートの反対鎖の配列と同一又は類似している。2つのプラ
イマーの5’末端ヌクレオチドは増幅された物質の末端と一致する。PCR配列
は、全ゲノムDNA、及び全細胞性RNAから転写されたcDNA、バクテリオ
ファージ、又はプラスミド配列等を形成する。一般的に、Mullis等, Cold Sprin
g Harbor Symp. Quant Biol. 51: 263 (1987); Erlich, Ed., PCR Technology,
(Stockton Press, NY, 1989)を参照のこと。ここで用いられるように、PCRは
、プライマーとして公知の核酸を、そして核酸の特定の切片を増幅又は生成する
ために核酸ポリメラーゼを使用することを含む核酸試験試料の唯一ではない一例
であると考えられる。
【0022】 ここで意図している「活性な」及び「活性」とは、天然又は天然発生hSu(
fu)の生物学的及び/又は免疫学的活性を保持するhSu(fu)の形態を意
味する。好ましい活性は、例えば、ヘッジホッグシグナル伝達経路を調節する能
力、最も好ましくはfusedの活性を調節し、活性化し、抑制する能力を含む
【0023】 ここで用いられる「アンタゴニスト」なる用語は、最も広い意味において、こ
こに開示の天然hSu(fu)ポリペプチドの生物学的活性を阻止、防止、阻害
、中和する任意の分子を含む。同様に、ここで用いられる「アゴニスト」なる用
語は、最も広い意味において、ここに開示の天然hSu(fu)ポリペプチドの
生物学的活性を模倣するいかなる分子をも含む。特に、適切なアゴニスト又はア
ンタゴニスト分子には、アゴニスト又はアンタゴニスト抗体、天然hSu(fu
)ポリペプチド、ペプチド、小分子有機的分子の断片もしくはアミノ酸配列上の
変異体等が含まれる。 「処置」は、治療的処置及び予防的又は防護的処置の両方を意味し、目的は、
対象である病的な状態、疾患を防ぎ、進行を遅らせる(減少させ)ことである。
治療を必要とする対象には、既に障害を受けているもの並びに障害を予防される
べきものが含まれる。 「慢性的」投与とは、長期的に初期の治療効果(活性)を維持するために、急
性的な機序に対して連続的な薬剤の投与をすることを意味する。「断続的な」投
与とは、中断することなしに連続的にということではなく、むしろ自然なサイク
ルでの治療のことである。 治療の対象となる「哺乳動物」とは、ヒト、イヌ,ウマ,ネコ,ウシのような
家庭及び農場の家畜、動物園の動物、スポーツ用の動物、又はペット動物を含む
、哺乳類として分類されるあらゆる動物を意味する。好ましくは、哺乳動物はヒ
トである。 一又は複数の薬剤とさらに「組み合わせて」の投与とは、同時に(併用して)
そして任意な順序での断続的な投与を含む。
【0024】 II. 本発明の組成物と方法 分泌性シグナル伝達タンパク質であるヘッジホッグ(HH)ファミリーのメン
バーは、脊椎動物及び無脊椎動物の初期胚発生期の多数組織のパターン化現象に
おいて重要な役割を果たす(1、2)。ショウジョウバエハッジホッグ(Hh)シ
グナル伝達は、幼虫の適切な分節化、及び成虫おける成育及び羽及びその他の外
肢形成において必要とされる。哺乳動物HHタンパク質ファミリーには3つのメ
ンバー、ソニックヘッジホッグ(Shh)、インディアンハッジホッグ(Ihh
)、デザートヘッジホッグ(Dhh)が含まれる。これら3つのタンパク質は組
織特異的に発現され、多くの発生過程において重要な役割を果たしている:中枢
神経系における腹側細胞の特定化、左右非対称性の制御、体節、肢の生育及びパ
ターン化、軟骨の分化、器官形成、精子形成を含む。多くの脊椎動物HH経路の
シグナル伝達因子における遺伝子の変異は、ヒトのガン、発達障害と関連性が認
められており(3に総説されている)、従って正常細胞の増殖制御におけるこの
経路の重要な役割が確立されている。 Hhシグナル伝達機構は充分に理解されてはいない。しかしながら、ショウジ
ョウバエにおける遺伝学的研究により、Hhシグナル伝達経路における特異的因
子として役割を果たしている、多くの膜貫通及び細胞内タンパク質が同定されて
きた(3、4、5に総説されている)。この経路はキュビタス インターラプタス
(Ci)(6,7)、脊椎動物のGliタンパク質のジンクフィンガー転写因子ホ
モログ(8)の活性化によって最高潮に達する。Hhシグナル伝達機構が保存さ
れているという事実は、アフリカツメガエルもしくはヒトのGli(hGli)
を異所的に発現させたものが、カエル(9)及びマウス(10)の底板特異的マー
カー及と腹側神経細胞の誘導において、Shhの機能を模倣し得るといる能力に
より示唆された。サイクリックAMP依存的プロテインキナーゼ(PKA)は、
ハエ(11,12)及びげっ歯類(13-16)に双方におけるHHシグナル伝達に対して
、共通の負の制御効果を発揮する。遺伝学的解析によりHhよりも下流のシグナ
ル伝達を阻害するように機能することが明らかとなり(18,19)となった複数膜
透過性膜貫通タンパク質であるショウジョウバエではPatchedに対して脊
椎動物のホモログが同定され(17)、さらに7回膜貫通タンパク質であって、H
hシグナル伝達過程において絶対的に必要とされる(18,21)ショウジョウバエ
のSmoothenedの脊椎動物ホモログも同定された(20)。脊椎動物の系
から得られる生化学的なデータとショウジョウバエにおける遺伝学的分析結果を
合わせると、Patchedはリガンド結合因子として、Smoothened
はシグナル伝達因子としてHHタンパク質に対する多数サブユニット受容体複合
体中に存在していることが予想される(20,22-24)。以上の結果を総合すると、
進化上保存されているという証拠により、他に同定されたショウジョウバエのシ
グナル伝達経路におけるメンバーが脊椎動物のカウンターパートであるであろう
ことが示唆される。
【0025】 fusedのショウジョウバエサプレッサー(dSu(fu))は新規細胞質
性PESTタンパク質であり(25)、野生型のバックグラウンドにおいて変異し
た場合、構成的なHhシグナルを示唆するような中間的表現型を与える(26)。
さらに、同様の変異は、Hhシグナル伝達において必要とされるセリン-トレオ
ニンキナーゼである幼虫及び成虫のFused(Fu)(28)における突然変異
の表現型を完全に抑制する(27)。dSu(fu)はFu及びCiと物理的に相
互作用し(29)、後者の相互作用はCiを細胞質に取り込むことにより、及び/
又は活性化状態に移行することを防ぐことにより(26)、Ciを不活性な状態に
維持していると予想されているものである。Hhシグナル伝達が存在しない場合
、おそらく、PKAによるリン酸化Ci(23)をFボックスタンパク質であるS
limb(31)によるユビキチン-プロテアソーム経路にターゲットすることを
通じて、アミノ末端の75kDaの転写抑制形(30)を産生するように、全長の
Ciはタンパク的に切断される。Hhシグナルを受容すると、Fuを活性化し、
dSu(fu)を不活性化することが予想され、さらに下流の諸現象を誘引し、
最終的にはCiをHh標的遺伝子に対する転写活性化因子に変換することになる
【0026】 HHシグナル伝達におけるSu(fu)の役割に対する生化学的、機能的な見
識をさらに得るために、このタンパク質ヒトホモログを取得し、発生過程及び成
体における発現パターンが調べられた。さらに、hSu(fu)と脊椎動物のG
liタンパク質ファミリー及び脊椎動物のSlimbホモログ等を含むHH経路
における他のシグナル伝達構成因子との間における物理的な相互作用が解析され
、これら相互作用における機能的意味が確定された。 ショウジョウバエのfused(Su(fu))サプレッサーは、468アミ
ノ酸残基で構成される新規細胞質タンパク質であり、遺伝学的な解析によりヘッ
ジホッグのセグメントポラリティー経路における負の制御因子として機能するこ
とが明らかとなっている。ここにおいて、脊椎動物のSu(fu)−ヒトSu(
fu)の生化学的及び機能的解析と共に、その一次構造と組織分布について報告
する。ここで明らかにしたように、ヒトSu(fu)は予想される分子量48kD
aの433アミノ酸残基で構成されるPESTタンパク質で、相当するショウジ
ョウバエのタンパク質と全体で37.7%の同一性(63%の相同性)を有するもので
ある。ラットSu(fu)に対するメッセンジャーRNAは、神経板、体節、精
巣、腸、皮膚を含む胎児のヘッジホッグ応答組織において広く発現されていた。
成体においては、増殖能が残っていることが知られている精巣及び脳の領域にお
いて強くその発現が残存していた。ヒトSu(fu)遺伝子座は、染色体10q24
-q25にマップされ、その領域はグリア芽細胞腫、前立腺癌、悪性メラノーマ及
び子宮内膜癌においては欠失している。ヒトSu(fu)は、脊椎動物において
ヘッジホッグシグナル伝達を媒介するジンクフィンガーモチーフを有する転写活
性化因子Gliによる転写活性化を阻害し、物理的にGli、Gli2、及びG
li3と相互作用することが見出された。また、ヒトSu(fu)は、Fボック
スタンパク質であり、ハエにおいてハエGliホモログの分解をSlimbと促
すことである程度ヘッジホッグ反応を抑制する因子であるSlimbと複合体を
形成している。以上を総合すると、ここに示されたデータは(実施例を参照のこ
と)、Su(fu)が脊椎動物のヘッジホッグシグナル伝達経路における主要な
負の制御因子であるとの仮説に対する生化学的、機能的証拠を提供する。さらに
、本データはSu(fu)が、GliをSlimb依存的プロテアーソム的分解
経路へ誘導するようなアダプタータンパク質として役に立つことと同様に、Gl
iと結合しGli媒介転写活性化を阻害することにより作用しうる事を示す。
【0027】 ここに開示のものは、以下の実施例において示すように、dSu(fu)に対
して63%の相同性を示し、発生における発現プロフィールは脊椎動物のHHシ
グナル伝達における役割と一致する。hSu(fu)は、dSu(fu)におけ
る保存された潜在的なリン酸化部位を含み、それらの3個所の部位はPKAリン
酸化部位の候補であり、さらにそのC末端半分側には低スコアーのPEST領域
を含んでいる。PEST領域はアスパラギン酸、プロリン、グルタミン酸、セリ
ン、トレオニンに富む短い配列であり、低い疎水性インデックスで混成されてい
る。それらは、細胞内における短い半減期(2時間以内)を有する多くのタンパ
ク質において見出される(40)。ヒト及びショウジョウバエSu(fu)タン
パク質において同定されたPEST領域は、最低限のスコアのみ(それぞれ、2.
56及び1.48で、5以上が有意なスコアと考えられる)を受けている;それ故、そ
れらはこのような観点からは機能的に関連し得ない。FISH解析により、hS
u(fu)遺伝子は染色体10q24−25(以下の実施例を参照のこと)にマップさ
れた。興味深いことに、癌抑制遺伝子における2箇所の遺伝子座が10q.23-q
ter間に存在し、そのことは、グリア芽細胞腫の多形体、前立腺癌、悪性ミエ
ローマ、子宮内膜癌を含む多くの腫瘍におけるヘテロ接合性欠失に基づく(44-4
7)。この観点から、多くのガンにおいて変異が見出されている2つの候補とな
るガン抑制遺伝子も、この領域にマップされるものとして最近記述された:10q
23.3におけるMMAC1/PTEN(48、49)及び10q25.3-26.1におけるDMB
T1(悪性脳腫瘍において欠損されている)(50)。hSu(fu)の染色体
上の局在は、hSu(fu)が活発な細胞増殖領域において高度に発現されてお
り、HHシグナル伝達の阻害因子であるという事実と合わせて考えると、Pat
chedのようなhSu(fu)は腫瘍のサプレッサーである可能性がかなり高
いという事を示している。
【0028】 インサツハイブリダイズ化分析により(以下の実施例を参照のこと)、胎児の
組織において、げっ歯類のSu(fu)mRNAはかなり偏在的に発現しており
、それはラットSmoothernedのmRNAを連想させるような発生過程
における発現プロフィールである(20:データは示さず)。Shh応答胎児性神
経褶及び神経管(1、2)、前原体節中胚葉及び体節、胎性前腸、食道及び肺(51
、52)、Ihh応答軟骨(53)、及びDhh応答精巣(41)を含む多くのHH応
答組織は、顕著にSu(fu)のmRNAを発現する(Fig.3Dを参照のこ
と)。さらに、調査された多くの組織においてSu(fu)のmRNAは発生過
程において下方制御される一方で、発現は成体の精巣、及び海馬の錐体、顆粒細
胞、小脳顆粒、プルキンエ細胞、嗅球顆粒細胞、において維持されており、依然
として分裂が活発であり、又はそのような活性を維持している領域はSu(fu
)の連続した発現を必要とする。成体ラット脳において、Su(fu)の発現は
Shh、Smootherned、及びPatchedのmRNAの小脳プルキ
ンエ細胞における発現と重複していた(Fig.3J)(Traiffort等, 1998)。
変異体Patched遺伝子に対するヘテロ接合体が小脳髄様上皮腫において発
達しているという事実により、これらの発見は成体小脳におけるShhシグナル
伝達の潜在的な役割を示唆する。精巣において、Dhhは発育中の一次及び二次
精母細胞と非常に近接して存在するセルトリー細胞(41)において発現されてい
る。生殖細胞におけるSu(fu)のmRNAの発現は、Patchedと相同
性のある第二の脊椎動物HH結合タンパク質であるPatched2のmRNA
(55)、及び脊椎動物Fuホモログ(55)のmRNAの発現と重複していた。さ
らに、Gli及びGli3の双方は、発育中の精母細胞において発現されており
(56);総合すると、このデータはこれらの細胞が機能的なHHシグナル伝達系
を保持し、Su(fu)はこの系において不可欠な部分であることを示唆する。
細胞内でDhhレセプターが3つの仮想的細胞内HHシグナル伝達タンパク質と
同一の個所に局在をすることから、セルトリー細胞由来のDhh(41)がPat
ched2受容体を通した発育中の生殖細胞に直接影響を与えているという仮説
を、さらに支持することになる。Su(fu)は、腸のレイディッグ細胞、成体
の精巣におけるPatched遺伝子の発現部位には見出されない(41、55)。
Shh,Ihh,及びDhhに応答する組織にSu(fu)のmRNAが存在す
るということは、同様な伝達因子及び伝達機構が全ての哺乳動物のHHファミリ
ーのメンバーによって利用しうるということを示唆する。
【0029】 脊椎動物のHHシグナル伝達おけるhSu(fu)の役割に一致して、培養細
胞における共発現されたhSu(fu)とhGli免疫組織的な局在により、2
つのタンパク質がお互いに微小管上に共局在していることが明らかになった(F
ig.5A及び、データは示さず)。これらの結果はショウジョウバエHhシグ
ナル伝達因子Ci及びFuの細胞内局在と相関し、それらの微小管との相互作用
はキネシン関連タンパク質Costal2(57,58)によって仲介されている。
Hh非存在下において、Costal2はシグナル伝達装置(FuはdSu(f
u)及びCiと複合体を形成して)を細胞骨格に繋ぎとめることによりシグナル
伝達を抑制していると考えられる。脊椎動物のCostal2に対するホモログ
は未だに記述されてない。 関連する生化学的実験によると(実施例を参照のこと)、2通りの異なる系に
おいてhGliが物理的にhSu(fu)と相互作用することが見出された。ま
ず一つに、エピトープタグを付与したhSu(fu)に対する抗体もしくはエピ
トープタグを付与したhGliを用いることで、hSu(fu)及びhGliを
共形質転換させたNIH-3T3細胞から共免疫沈降させることができた(Fi
g.5B)。二つには、インビトロにおいて翻訳された35S標識化hGliは、
特異的にGST融合hSu(fu)タンパク質とインビトロ結合分析において結
合することが示された(Fig.5C)。これらのデータはショウジョウバエC
iとdSu(fu)の間の類似の相互作用を証明したMonnierと同僚(29)のも
のを補完する。酵母のTwoハイブリッドシステムを用いることで、セリントレ
オニンキナーゼであるFuの制御ドメインであると予想されるカルボキシ末端が
dSu(fu)と直接的に、Ciと間接的に結合し三分子複合体を形成している
(29)ことがわかる。後者の結合はdSu(fu)がリンカー分子として機能す
ることに依存している。結果として、Fuの活性化がdSu(fu)とCiとの
分離の引き金となり、それはおそらくdSu(fu)におけるPEST配列のリ
ン酸化その結果として生じるdSu(fu)の分解を通じて行われているという
モデルが得られた。内在性のShh受容体を発現している形質転換体NIH-3
T3細胞(Marigo等, 1996)からの共免疫沈降することにより、Shhの存在下
にてhSu(fu)とhGliとの相互作用の僅かな減少しかここにおいて見ら
れていない(実施例を参照のこと)。しかしながら、ここにおいて免疫組織化学
的なデータがhSu(fu)はhGliと核内において共局在し得る(Fig.
5A参照)ことを示しているため、GliからSu(fu)が分離することは、
Shhに誘導されるGliの活性化に対して必要ではないようである。その代わ
りに、シグナル伝達は、Su(fu)の翻訳後修飾(リン酸化)により伝達され
得るのである。
【0030】 ジンクフィンガー転写因子であるGliのさらなる2つのメンバーのGli2
及びGli3がhSu(fu)と相互作用する能力は、ここにおいて決定された
(実施例参照のこと)。3つのGliタンパク質は、それらの異なる発現パター
ン(59)、及びGli2、Gli3変異体マウスの観察された表現型(60-63)
により証拠づけられるように、Hh媒介の発育過程において、特異的及び重複的
な機能を補足的に発揮しているようにみえる。mGli2及びhGli3はGS
T-hSu(fu)タンパク質と我々のインヴィトロにおける結合解析において
特異的に結合していることが分かった(Fig.5C)。従って、我々のデータ
はGliタンパク質ファミリーの全てのメンバーの活性制御における、hSu(
fu)の役割を支持する。 これまでの遺伝学的な研究により、dSu(fu)とCiの相互作用がCiの
活性型の転写活性因子を阻害するように機能することができ(26,29)、その阻
害はHhシグナルを受容することにより解除されると考えられる。ここにおいて
、hSu(fu)がGliの転写活性化レポーターアッセイにおいてhGli活
性を阻害し得るかどうか、結論づけられた(24)。hGliがレポーターの発現
を100倍近く活性化することができ、この誘導はhSu(fu)によって劇的
に抑制されることが見出された(実施例及びFig.5D参照)。逆に言うと、
共発現されたhGli非存在下において、hSu(fu)はレポターの発現の増
加を誘発することも見出された。これらの結果は、Gli活性化の負の内在性制
御因子(例えば、Slimb,Costal2もしくはPKA)を希釈するよう
な過発現されたhSu(fu)の能力を示す。この解釈は、細胞の応答を決定す
る際に、Hhシグナル伝達カスケードにおいてCiとdSu(fu)の間のスト
イキオメトリカルな比率の重要性を示すショウジョウバエの遺伝学的研究(26)
に由来する証拠によって支持される。
【0031】 Gliファミリーメンバーに加えて、hSu(fu)はそれ自身及びSlim
bの脊椎動物のホモログと結合することが見出された(Fig.5C)。前者の
相互作用は、酵母2ハイブリッドスクリーンにおいて独立に同定されたもので、
そのスクリーニングに用いたヒト精巣のライブラリーに由来するhSu(fu)
はベイトとして用いた全長のhSu(fu)タンパク質の結合相手として単離さ
れた(データは示さず)。関連する共免疫沈降実験において、mSlinbはh
Gliとの物理的な複合体中にも見出される事が分かった。この相互作用は間接
的であり、リンカータンパク質としての内在性のhSu(fu)を利用している
。HIV-1タンパク質であるVpuはβTrCpと関連していることが示され
、明らかにヒトSlimbの選択特異的スプライシング型(33)、及び同様な方
法によるCD4である(34)。hSu(fu)の二量体化により、Su(fu)
Gli活性を制御する異なるエフェクタータンパク質を引き合わせる事を可能な
らしめ、一方、Slimbとの結合は、Su(fu)たGliの分解を制御する
ことを可能にしている。 Slimbは、Fボックス及び幾つかのWD40リピートドメイン(64-66)
を含み、それぞれユビキチン結合E2タンパク質分解複合体の構成因子に対する
結合領域、(34,65)及びタンパク質-タンパク質相互作用領域として(64)機能
している。ショウジョウバエでは、Slimbの欠失が、細胞におけるインタク
トなCiの自己蓄積(26,31)、活性なHhシグナルの示唆的な効果を誘導する
。さらに、ショウジョウバエのTGFβホモログであるdecepentaplegic(dp
p)及びWntファミリーメンバーであるwingless(wg)、これらは二つのH
h応答遺伝子であるが、そのような変異体の前-後軸において異所的に発現され
ている(31,33)。データを総合すると、Slimbは通常Ci/Gliを分解を
促進することにより、リガンドの非存在下、Hhシグナルを抑えるように機能す
ることができることが示される。我々の知見は、hSu(fu)及び/又はhG
liの細胞内活性を制御することに脊椎動物のSlimbが潜在的に関与してい
ることに一致する。しかしながら、これに関連してSlimbの正確な役割にお
いて明確にすべきことが残されている。Ciとは異なり、Gliの活性化/抑制
化機能の制御においてタンパク質分解に対する役割は報告されていなかった。Yo
on及び共同実験者は(67)、Gliが転写抑制因子に変換するような条件を見出
すことができなかった。本発明者は、培養細胞において過発現されたhGliの
異なるカルボキシ末端欠失切断産物を見出したが、これらの切断産物がShhに
よって制御されていること示すことができなかった。にもかかわらず、Slim
b/Gli/Su(fu)の相互作用が、ある程度Gli及びSu(fu)の定常
状態レベルを維持し、直接的にHHシグナル伝達には関与していない可能性もあ
る。
【0032】 要するに、ここに示されるhSu(fu)とGliファミリーメンバーとの生
化学的相互作用は、Gli活性アッセイから得られる結果と共に、ショウジョウ
バエにおける遺伝学的研究を補完し、Su(fu)はGliの直接的な負の制御因
子であることを示すものである。これらの研究は、HHファミリーメンバーに対す
る細胞内応答を決定するにあたり、様々なシグナル伝達因子の相対的な細胞内濃
度の重要性をさらに強調するものである。これらの結果および腫瘍サプレッサー
遺伝子座として知られている染色体上へhSu(fu)が局在していという観点
から、hSu(fu)における突然変異が発ガン過程において重要な役割を担っ
ている可能性がある。ここでの発見は、Hhシグナル伝達構成因子及び機構の保
存性(いくつかの顕著な相違はあるものの)をショウジョウバエからヒトへと拡
張するものである。
【0033】 A.全長hSu(fu)ポリペプチド 本発明は、本出願においてhSu(fu)(UNQ650)と称されるポリペプ
チドをコードする、新規に同定され単離された核酸配列を提供する。特に、以下
に示す実施例においてされに詳細に開示するように、hSu(fu)ポリペプチ
ドをコードするcDNAが同定され、単離された。異なる発現ラウンドで生成さ
れたタンパク質は異なるPRO番号が与えられるが、UNQ番号は任意の与えら
れたDNA及びコードされたタンパク質に独特であり変化しない。しかしながら
、単純化のために、本明細書では、DNA33455−1548によりコードされ
るタンパク質並びに前述のhSu(fu)定義に含まれる更なる天然相同体及び
変異体は、それらの起源又は調製方法に関わらず「hSu(fu)」と呼ばれる
。 WU-BLAST-2配列アラインメントコンピュータプログラムを用いて、ヒ
トhSu(fu)の全長配列(Fig2に示す(配列番号:2))の一部がショ
ウジョウバエ メラノガスターのfusedタンパク質のサプレッサーに対する
ヒトホモログ(S55695)の一部と39%のアミノ酸配列同一性を有するこ
とが見出された。従って、現在では、本出願で開示されるヒトhSu(fu)が
ヘッジホッグシグナル伝達カスケードの新たに同定されたメンバーであり、ショ
ウジョウバエfusedタンパク質のサプレッサーポリペプチドの典型的な活性
を有することができると考えられている。
【0034】 B.hSu(fu)変異体 ここに記載した全長天然配列hSu(fu)に加えて、hSu(fu)変異体
も調製できると考えられる。hSu(fu)変異体は、公知のhSu(fu)D
NAに適当なヌクレオチド変化を導入することにより、及び/又は所望のhSu
(fu)ポリペプチドを合成することにより調製できる。当業者は、適切なアミ
ノ酸変化が、グリコシル化部位の番号を変えたりもしくは膜固着特性を変更する
ようなhSu(fu)ポリペプチドの翻訳後プロセスを変えうることを理解する
であろう。 天然全長配列hSu(fu)又はここに記載したhSu(fu)の種々のドメ
インにおける変異は、例えば、米国特許第5,364,934号に記載されている保存的
及び非保存的変異についての任意の技術及び指針を用いてなすことができる。変
異は、結果として天然配列hSu(fu)と比較してhSu(fu)のアミノ酸
配列が変化するhSu(fu)をコードする一又は複数のコドンの置換、欠失又
は挿入であってよい。場合によっては、変異は少なくとも1つのアミノ酸のhS
u(fu)一又は複数のドメインの任意の他のアミノ酸による置換である。いず
れのアミノ酸残基が所望の活性に悪影響を与えることなく挿入、置換又は欠失さ
れるかの指針は、hSu(fu)の配列を相同性の知られたタンパク質分子の配
列と比較し、相同性の高い領域内でなされるアミノ酸配列変化を最小にすること
によって見出される。アミノ酸置換は、一のアミノ酸を類似した構造及び/又は
化学特性を持つ他のアミノ酸で置換した結果、例えばロイシンのセリンでの置換
、即ち保存的アミノ酸置換とすることができる。挿入及び欠失は、場合によって
は1から5のアミノ酸の範囲内とすることができる。許容される変異は、配列に
おいてアミノ酸の挿入、欠失又は置換を系統的に作成し、全長配列又は成熟天然
配列により示される活性に対して、得られる変異体を試験することにより決定さ
れる。
【0035】 変異は、オリゴヌクレオチド媒介(部位特異的)突然変異誘発、アラニンスキ
ャンニング、及びPCR突然変異誘発等のこの分野で周知の技術を用いてなすこ
とができる。部位特異的突然変異誘発[Carter等, Nucl. Acids Res., 13: 4331
(1986); Zoller等, Nucl. Acids Res., 10: 6487 (1987)]、カセット突然変異
誘発[Wells等, Gene, 34: 315 (1985)]、制限的選択突然変異誘発[Wells等,
Philos. Trans. R. Soc. London SerA, 317: 415 (1986)]又は他のこの分野で
知られた技術をクローニングしたDNAに実施して、hSu(fu)変異体DN
Aを作成することもできる。 また、隣接配列に沿って一又は複数のアミノ酸を同定するのにスキャンニング
アミノ酸分析を用いることができる。中でも好ましいスキャンニングアミノ酸は
、比較的小さく、中性のアミノ酸である。そのようなアミノ酸は、アラニン、グ
リシン、セリン、及びシステインを含む。アラニンは、ベータ炭素を越える側鎖
を排除し変異体の主鎖構造を変化させにくいので、この群の中で典型的に好まし
いスキャンニングアミノ酸である[Cunningham及びWells, Science, 244: 1081-1085 (1989)]。また、アラニンは最もありふれたアミノ酸
であるため典型的には好ましい。さらに、それは埋もれた及び露出した位置の両
方に見られることが多い[Creighton, The Proteins, (W.H. Freeman & Co., N.
Y.); Chothia, J. Mol. Biol., 150: 1 (1976)]。アラニン置換が十分な量の変
異体を生じない場合は、アイソテリック(isoteric)アミノ酸を用いることができ
る。
【0036】 C.hSu(fu)の修飾 hSu(fu)の共有結合的修飾は本発明の範囲内に含まれる。共有結合的修
飾の一型は、hSu(fu)の標的とするアミノ酸残基を、hSu(fu)の選
択された側鎖又はN又はC末端残基と反応できる有機誘導体化試薬と反応させる
ことである。二官能性試薬での誘導体化が、例えばhSu(fu)を水不溶性支
持体マトリクスあるいは抗hSu(fu)抗体の精製方法又はその逆で用いるた
めの表面に架橋させるのに有用である。通常用いられる架橋剤は、例えば、1,
1-ビス(ジアゾアセチル)-2-フェニルエタン、グルタルアルデヒド、N-ヒド
ロキシスクシンイミドエステル、例えば4-アジドサリチル酸、3,3’-ジチオ
ビス(スクシンイミジルプロピオネート)等のジスクシンイミジルエステルを含
むホモ二官能性イミドエステル、ビス-N-マレイミド-1,8-オクタン等の二官
能性マレイミド、及びメチル-3-[(p-アジドフェニル)-ジチオ]プロピオイミダ
ート等の試薬を含む。 他の修飾は、グルタミニル及びアスパラギニル残基の各々対応するグルタミル
及びアスパルチルへの脱アミノ化、プロリン及びリシンのヒドロキシル化、セリ
ル又はトレオニル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リシン、アルギニン、及び
ヒスチジン側鎖のα-アミノ基のメチル化[T.E. Creighton, Proteins: Structur
e and Molecular Properties, W.H. Freeman & Co., San Francisco, pp.79-86
(1983)]、N末端アミンのアセチル化、及び任意のC末端カルボキシル基のアミ
ド化を含む。 本発明の範囲内に含まれるhSu(fu)ポリペプチドの共有結合的修飾の他
の型は、ポリペプチドの天然グリコシル化パターンを変更することを含む。「天
然グリコシル化パターンの変更」とは、HSU(FU)に見出される1つ又は複
数の炭水化物部分の欠失(存在するグリコシル化部位の除去又は化学的及び/又
は酵素的手段によるグリコシル化の削除による)、及び/又はhSu(fu)に
存在しない1つ又は複数のグリコシル化部位の付加を意味する。さらに、この語
句は、存在する種々の炭水化物部分の性質及び比率の変化を含む、天然タンパク
質のグリコシル化の定性的変化を含む。
【0037】 hSu(fu)ポリペプチドへのグリコシル化部位の付加は、アミノ酸配列の
変更によって達成されうる。この変更は、例えば、hSu(fu)への一又は複
数のセリン又はスレオニン残基の付加、又はこれによる置換によってもなされる
(O-結合グリコシル化部位の場合)。場合によっては、hSu(fu)アミノ酸
配列はDNAレベルでの変化によって、特に所望のアミノ酸に翻訳されるコドン
が産生されるように予め選んだ塩基でhSu(fu)ポリペプチドをコードして
いるDNAを突然変異させることによって変更される。 hSu(fu)ポリペプチド上の炭水化物部分の数を増加させる他の手段は、
ポリペプチドへのグリコシドの化学的又は酵素的結合による。これらの方法は19
87年9月11日公開の国際特許出願第WO 87/05330号及びAplin及びWriston, CRC Cr
it. Rev. Biochem., pp259-306 (1981)に記載されている。 hSu(fu)ポリペプチド上に存在する炭水化物部分の除去は、化学的又は
酵素的あるいはグリコシル化の標的となるアミノ酸残基をコードするコドンの突
然変異的置換によりなされる。例えば、化学的脱グリコシル化技術は、この分野
で知られており、例えば、Hakimuddin等, Arch. Biochem Biophys., 259:52 (19
87)及びEdge等, Anal. Biochem., 118:131 (1981)により記載されている。ポリ
ペプチド上の炭水化物部分の酵素的開裂は、Thotakura等, Meth. Enzymol., 138
:350 (1987)に記載されているように種々のエンド-及びエキソ-グリコシダーゼ
を使用して達成することができる。
【0038】 hSu(fu)の共有結合的修飾の他の型は、hSu(fu)ポリぺプチドの
、種々の非タンパク質様ポリマー、例えばポリエチレングリコール(PEG)、
ポリプロピレングリコール、又はポリオキシアルキレンの一つへの、米国特許第
4,640,835号;第4,496,689号;第4,301,144号;第4,670,417号;第4,791,192号
又は第4,179,337号に記載された方法での結合を含む。 また、本発明のhSu(fu)は、他の異種ポリペプチド又はアミノ酸配列に
融合したhSu(fu)を含むキメラ分子を形成する方法で修飾してもよい。
【0039】 一実施態様では、このようなキメラ分子は、抗-タグ抗体が選択的に結合でき
るエピトープを提供するタグポリペプチドとhSu(fu)との融合を含む。エ
ピトープタグは、一般的にはhSu(fu)のアミノ-又はカルボキシル-末端に
位置する。このようなhSu(fu)のエピトープタグ形態の存在は、タグポリ
ペプチドに対する抗体を用いて検出することができる。また、エピトープタグの
提供は、抗タグ抗体又はエピトープタグに結合する他の型の親和性マトリクスを
用いたアフィニティ精製によってhSu(fu)を容易に精製できるようにする
。種々のタグポリペプチド及びそれら各々の抗体はこの分野で良く知られている
。例としては、ポリ-ヒスチジン(poly-his)又はポリ-ヒスチジン-グリシン(p
oly-his-gly)タグ;flu HAタグポリペプチド及びその抗体12CA5[Field等
, Mol. Cell. Biol., 8:2159-2165 (1988)];c-mycタグ及びそれに対する8F
9、3C7、6E10、G4、B7及び9E10抗体[Evan等, Molecular and
Cellular Biology, 5:3610-3616 (1985)];及び単純ヘルペスウイルス糖タンパ
ク質D(gD)タグ及びその抗体[Paborsky等, Protein Engineering, 3(6):547-
553 (1990)]を含む。他のタグポリペプチドは、Flag-ペプチド[Hopp等, BioTe
chnology, 6:1204-1210 (1988)];KT3エピトープペプチド[Martin等, Scie
nce, 255:192-194 (1992)];α-チューブリンエピトープペプチド[Skinner等,
J. Biol. Chem., 266:15163-15166 (1991)];及びT7遺伝子10タンパク質
ペプチドタグ[Lutz-Freyermuth等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:6393-639
7 (1990)]を含む。 これに換わる実施態様では、キメラ分子はhSu(fu)の免疫グロブリン又
は免疫グロブリンの特定領域との融合体を含んでもよい。キメラ分子の二価形態
(「イムノアドヘシン」とも呼ばれる)については、そのような融合体はIgG
分子のFc領域であり得る。Ig融合体は、好ましくはIg分子内の少なくとも
1つの可変領域に換えてhSu(fu)ポリペプチドの可溶化(膜貫通ドメイン
欠失又は不活性化)形態を含む。特に好ましい実施態様では、免疫グロブリン融
合体は、IgG分子のヒンジ、CH2及びCH3、又はヒンジ、CH1、CH2
及びCH3領域を含む。免疫グロブリン融合体の製造については、1995年6月27
日発行の米国特許第5,428,130号を参照のこと。
【0040】 D.hSu(fu)の調製 以下の説明は、主として、hSu(fu)核酸を含むベクターで形質転換又は
形質移入された細胞を培養することにより特定のhSu(fu)を生産する方法
に関する。もちろん、当該分野においてよく知られている他の方法を用いてhS
u(fu)を調製することはできると考えられる。例えば、hSu(fu)配列
、又はその一部は、固相技術を用いた直接ペプチド合成によって生産してもよい
[例えば、Stewart等, Solid-Phase Peptide Synthesis, W.H. Freeman Co., Sa
n Francisco, CA (1969);Merrifield, J. Am. Chem. Soc., 85:2149-2154 (196
3)参照]。手動技術又は自動によるインビトロタンパク質合成を行ってもよい。
自動合成は、例えば、アプライド・バイオシステムズ・ペプチド合成機(Foster
City, CA)を用いて、製造者の指示により実施してもよい。hSu(fu)の
種々の部分を、別々に化学的に合成し、化学的又は酵素的方法を用いて結合させ
て全長hSu(fu)を生産してもよい。
【0041】 1.hSu(fu)をコードするDNAの単離 hSu(fu)をコードするDNAは、hSu(fu)mRNAを保有してい
てそれを検出可能なレベルで発現すると考えられる組織から調製されたcDNA
ライブラリから得ることができる。従って、ヒトhSu(fu)DNAは、実施
例に記載されるように、ヒトの組織から調製されたcDNAライブラリから簡便
に得ることができる。またhSu(fu)コード化遺伝子は、ゲノムライブラリ
から又はオリゴヌクレオチド合成により得ることもできる。 ライブラリは、対象となる遺伝子あるいはその遺伝子によりコードされるタン
パク質を同定するために設計されたhSu(fu)に対する抗体又は少なくとも
約20−80塩基のオリゴヌクレオチド等の)プローブによってスクリーニング
できる。選択されたプローブによるcDNA又はゲノムライブラリのスクリーニ
ングは、例えばSambrook等, Molecular Cloning: A Laboratory Manual(New Yor
k: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989)に記載されている標準的な手
順を使用して実施することができる。hSu(fu)をコードする遺伝子を単離
する他の方法はPCR法を使用するものである[Sambrook等,上掲;Dieffenbach
等, PCR Primer:A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratory Press,
1995)]。
【0042】 下記の実施例は、cDNAライブラリのスクリーニング技術を記載している。
プローブとして選択されたオリゴヌクレオチド配列は、充分な長さで、疑陽性が
最小化されるよう充分に明瞭でなければならない。オリゴヌクレオチドは、スク
リーニングされるライブラリ内のDNAとのハイブリッド形成時に検出可能であ
るように標識されていることが好ましい。標識化の方法は当該分野において良く
知られており、32P標識されたATPのような放射線標識、ビオチン化あるい
は酵素標識の使用が含まれる。中程度の緊縮性及び高度の緊縮性を含むハイブリ
ッド形成条件は、上掲のSambrook等に与えられている。 このようなライブラリースクリーニング法において同定された配列は、GenBan
k等の公共データベース又は個人の配列データベースに寄託され公衆に利用可能
とされている周知の配列と比較及びアラインメントすることができる。分子の一
定の領域内又は全長に渡っての(アミノ酸又は核酸レベルのいずれかでの)配列
同一性は、相同性測定のための種々のアルゴリズムを用いるALIGN、DNA
star、BLAST、BLAST-2及びINHERIT等のコンピュータソ
フトウェアプログラムを用いた配列アラインメントを通して決定することができ
る。 タンパク質コード化配列を有する核酸は、初めてここで開示された推定アミノ
酸配列を使用し、また必要ならば、cDNAに逆転写されなかったmRNAの生
成中間体及び前駆体を検出する上掲のSambrook等に記述されているような従来の
プライマー伸展法を使用することにより得られる。
【0043】 2.宿主細胞の選択及び形質転換 宿主細胞を、ここに記載したhSu(fu)生成のための発現又はクローニン
グベクターで形質移入又は形質転換し、プロモーターを誘導し、形質転換体を選
択し、又は所望の配列をコードする遺伝子を増幅するために適当に変性された常
套的栄養培地で培養する。培養条件、例えば培地、温度、pH等々は、過度の実
験をすることなく当業者が選ぶことができる。一般に、細胞培養の生産性を最大
にするための原理、プロトコール、及び実用技術は、Mammalian Cell Biotechno
logy: a Practical Approach, M.Butler編 (IRL Press, 1991)及びSambrook等,
上掲に見出すことができる。 形質移入の方法、例えば、CaPO及びエレクトロポレーションは当業者に
知られている。用いられる宿主細胞に応じて、その細胞に対して適した標準的な
方法を用いて形質転換はなされる。前掲のSambrook等に記載された塩化カルシウ
ムを用いるカルシウム処理又はエレクトロポレーションが、原核生物又は実質的
な細胞壁障壁を含む他の細胞に対して用いられる。アグロバクテリウム・トゥメ
ファシエンスによる感染が、Shaw等, Gene, 23:315 (1983)及び1989年6月29日公
開のWO 89/05859に記載されているように、或る種の植物細胞の形質転換に用い
られる。このような細胞壁のない哺乳動物の細胞に対しては、Graham及びvan de
r Eb, Virology, 52:456-457 (1978)のリン酸カルシウム沈降法が好ましい。哺
乳動物細胞の宿主系形質転換の一般的な態様は米国特許第4,399,216号に記載さ
れている。酵母菌中への形質転換は、典型的には、Van Solingen等, J. Bact., 130:946 (1977)及びHsiao等, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 76:3829 (1979)の方法に従って実施される。しかしながら、DNAを細胞
中に導入する他の方法、例えば、核マイクロインジェクション、エレクトロポレ
ーション、無傷の細胞、又はポリカチオン、例えばポリブレン、ポリオルニチン
等を用いる細菌プロトプラスト融合もまた用いることもできる。哺乳動物細胞を
形質転換するための種々の技術については、Keown等, Methods in Enzymology,
185:527-537 (1990)及び Mansour等, Nature, 336:348-352 (1988)を参照のこと
【0044】 ここに記載のベクターにおいてDNAをクローン化あるいは発現するために適
切な宿主細胞は、原核生物、酵母菌、又は高等真核生物細胞である。適切な原核
生物は、限定するものではないが、真正細菌、例えばグラム陰性又はグラム陽性
生物体、例えば大腸菌のような腸内細菌科を含む。種々の大腸菌株が公衆に利用
可能であり、例えば、大腸菌K12株MM294(ATCC31,446);大腸菌X17
76(ATCC31,537);大腸菌株W3110(ATCC27,325)及びK5772(ATCC
53,635)である。 原核生物に加えて、糸状菌又は酵母菌のような真核微生物は、hSu(fu)
をコードするベクターのための適切なクローン化又は発現宿主である。サッカロ
ミセス・セレヴィシアは、通常用いられる下等真核生物宿主微生物である。 hSu(fu)の発現に適切な宿主細胞は、多細胞生物から誘導される。無脊
椎動物細胞の例としては、ショウジョウバエS2及びスポドスペラSf9等の昆
虫細胞並びに植物細胞が含まれる。有用な哺乳動物宿主株化細胞の例は、チャイ
ニーズハムスター卵巣(CHO)及びCOS細胞を含む。より詳細な例は、SV
40によって形質転換されたサル腎臓CV1株 (COS-7, ATCC CRL 1651);ヒト胚
腎臓株(293又は懸濁培養での増殖のためにサブクローン化された293細胞、Grah
am等, J. Gen Virol., 36:59 (1977));チャイニーズハムスター卵巣細胞/-D
HFR(CHO, Urlaub及びChasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216 (1980)
);マウスのセルトリ細胞(TM4, Mather, Biol. Reprod., 23:243-251 (1980))
;ヒト肺細胞 (W138, ATCC CCL 75);ヒト肝細胞 (Hep G2, HB 8065);及びマウ
ス乳房腫瘍細胞 (MMT 060562, ATTC CCL51)を含む。適切な宿主細胞の選択は、
この分野の技術常識内にある。
【0045】 3.複製可能なベクターの選択及び使用 hSu(fu)をコードする核酸(例えば、cDNA又はゲノムDNA)は、ク
ローニング(DNAの増幅)又は発現のために複製可能なベクター内に挿入される
。様々なベクターが公的に入手可能である。ベクターは、例えば、プラスミド、
コスミド、ウイルス粒子、又はファージの形態とすることができる。適切な核酸
配列が、種々の手法によってベクターに挿入される。一般に、DNAはこの分野
で周知の技術を用いて適当な制限エンドヌクレアーゼ部位に挿入される。ベクタ
ー成分としては、一般に、これらに制限されるものではないが、一又は複数のシ
グナル配列、複製開始点、一又は複数のマーカー遺伝子、エンハンサーエレメン
ト、プロモーター、及び転写終結配列を含む。これらの成分の一又は複数を含む
適当なベクターの作成には、当業者に知られた標準的なライゲーション技術を用
いる。 hSu(fu)は直接組換え的に生産されるだけではなく、シグナル配列あ
るいは成熟タンパク質あるいはポリペプチドのN末端に特異的切断部位を有する
他のポリペプチドである異種性ポリペプチドとの融合ペプチドとしても生産され
る。一般に、シグナル配列はベクターの成分であるか、ベクターに挿入されるh
Su(fu)-コード化DNAの一部である。シグナル配列は、例えばアルカリ
ホスファターゼ、ペニシリナーゼ、lppあるいは熱安定なエンテロトキシンII
リーダーの群から選択される原核生物シグナル配列であってよい。酵母の分泌に
関しては、シグナル配列は、例えば酵母インベルターゼリーダー、アルファ因子
リーダー(酵母菌属(Saccharomyces)及びクルイベロマイシス(Kluyveromyces)α
因子リーダーを含み、後者は米国特許第5,010,182号に記載されている)、又は酸
ホスフォターゼリーダー、白体(C.albicans)グルコアミラーゼリーダー(1990年4
月4日発行のEP 362,179)、又は1990年11月15日に公開された国際特許出願第WO 9
0/13646号に記載されているシグナルであり得る。哺乳動物細胞の発現において
は、同一あるいは関連する種の分泌ポリペプチド由来のシグナル配列、ウイルス
分泌リーダーのような他の哺乳動物のシグナル配列をタンパク質の直接分泌に使
用してもよい。
【0046】 発現及びクローニングベクターは共に一又は複数の選択された宿主細胞におい
てベクターの複製を可能にする核酸配列を含む。そのような配列は多くの細菌、
酵母菌及びウイルスに対してよく知られている。プラスミドpBR322に由来
する複製開始点は大部分のグラム陰性細菌に好適であり、2:プラスミド開始点
は酵母菌に適しており、様々なウイルス開始点(SV40、ポリオーマ、アデノ
ウイルス、VSV又はBPV)は哺乳動物細胞におけるクローニングベクターに
有用である。
【0047】 発現及びクローニングベクターは、典型的には、選択マーカーとも称される選
択遺伝子を含む。典型的な選択遺伝子は、(a)アンピシリン、ネオマイシン、メ
トトレキセートあるいはテトラサイクリンのような抗生物質あるいは他の毒素に
耐性を与え、(b)栄養要求性欠陥を補い、又は(c)例えばバシリに対する遺伝子コ
ードD-アラニンラセマーゼのような、複合培地から得られない重要な栄養素を
供給するタンパク質をコードする。 哺乳動物細胞に適切な選択マーカーの他の例は、DHFRあるいはチミジンキ
ナーゼのように、hSu(fu)核酸を取り込むことのできる細胞成分を同定す
ることのできるものである。野生型DHFRを用いた場合の好適な宿主細胞は、
Urlaub 等により, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216 (1980)に記載されて
いるようにして調製され増殖されたDHFR活性に欠陥のあるCHO株化細胞で
ある。酵母菌中での使用に好適な選択遺伝子は酵母菌プラスミドYRp7に存在
するtrp1遺伝子である[Stinchcomb等, Nature, 282:39(1979);Kingman等
, Gene, 7:141(1979);Tschemper等, Gene, 10:157(1980)]。trp1遺伝子
は、例えば、ATCC第44076号あるいはPEP4-1のようなトリプトフ
ァン内で成長する能力を欠く酵母菌の突然変異株に対する選択マーカーを提供す
る[Jones, Genetics, 85:12 (1977)]。
【0048】 発現及びクローニングベクターは、通常、hSu(fu)核酸配列に作用可能
に結合し、mRNA合成を制御するプロモーターを含む。種々の可能な宿主細胞
により認識される好適なプロモーターが知られている。原核生物宿主での使用に
好適なプロモーターは -ラクタマーゼ及びラクトースプロモーター系[Chang等
, Nature, 275:615 (1978); Goeddel等, Nature, 281:544 (1979)]、アルカリ
ホスファターゼ、トリプトファン(trp)プロモーター系[Goeddel, Nucleic Acid
s Res., 8:4057 (1980); EP 36,776]、及びハイブリッドプロモーター、例えば
tacプロモーター[deBoer 等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80:21-25 (198
3)]を含む。細菌系で使用するプロモータもまたhSu(fu)をコードするD
NAと作用可能に結合したシャイン・ダルガーノ(S.D.)配列を有する。 酵母菌宿主と共に用いて好適なプロモーター配列の例としては、3-ホスホグ
リセラートキナーゼ[Hitzeman 等, J. Biol. Chem., 255:2073 (1980)]又は他
の糖分解酵素[Hess 等, J. Adv. Enzyme Reg., 7:149 (1968);Holland, Bioch
emistry, 17:4900(1978)]、例えばエノラーゼ、グリセルアルデヒド-3-リン
酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホ
フルクトキナーゼ、グルコース-6-リン酸イソメラーゼ、3-ホスホグリセレー
トムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオセリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコ
ースイソメラーゼ、及びグルコキナーゼが含まれる。
【0049】 他の酵母菌プロモーターとしては、成長条件によって転写が制御される付加的
効果を有する誘発的プロモーターであり、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソ
チトクロムC、酸ホスファターゼ、窒素代謝と関連する分解性酵素、メタロチオ
ネイン、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ、及びマルトース及び
ガラクトースの利用を支配する酵素のプロモーター領域がある。酵母菌での発現
に好適に用いられるベクターとプロモータはEP 73,657に更に記載されている。 哺乳動物の宿主細胞におけるベクターからのhSu(fu)転写は、例えば、
ポリオーマウィルス、伝染性上皮腫ウィルス(1989年7月5日公開のUK 2,211,504)
、アデノウィルス(例えばアデノウィルス2)、ウシ乳頭腫ウィルス、トリ肉腫ウ
ィルス、サイトメガロウィルス、レトロウィルス、B型肝炎ウィルス及びサルウ
ィルス40(SV40)のようなウィルスのゲノムから得られるプロモーター、異種性
哺乳動物から得られるプロモーター、例えばアクチンプロモーター又は免疫グロ
ブリンプロモーター、及び熱衝撃プロモーターから得られるプロモーターによっ
て、このようなプロモーターが宿主細胞系に適合し得る限り制御される。
【0050】 より高等の真核生物によるhSu(fu)をコードしているDNAの転写は、
ベクター中にエンハンサー配列を挿入することによって増強され得る。エンハン
サーは、通常は約10から300塩基対で、プロモーターに作用してその転写を
増強するDNAのシス作動要素である。哺乳動物遺伝子由来の多くのエンハンサ
ー配列が現在知られている(グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α-フェトプ
ロテイン及びインスリン)。しかしながら、典型的には、真核細胞ウィルス由来
のエンハンサーが用いられるであろう。例としては、複製起点の後期側のSV4
0エンハンサー(100−270塩基対)、サイトメガロウィルス初期プロモータ
ーエンハンサー、複製起点の後期側のポリオーマエンハンサー及びアデノウィル
スエンハンサーが含まれる。エンハンサーは、hSu(fu)コード化配列の5
’又は3’位でベクター中にスプライシングされ得るが、好ましくはプロモータ
ーから5’位に位置している。 また真核生物宿主細胞(酵母菌、真菌、昆虫、植物、動物、ヒト、又は他の多
細胞生物由来の有核細胞)に用いられる発現ベクターは、転写の終結及びmRN
Aの安定化に必要な配列も含む。このような配列は、真核生物又はウィルスのD
NA又はcDNAの通常は5’、時には3’の非翻訳領域から取得できる。これ
らの領域は、hSu(fu)をコードしているmRNAの非翻訳部分にポリアデ
ニル化断片として転写されるヌクレオチドセグメントを含む。 組換え脊椎動物細胞培養でのhSu(fu)の合成に適応化するのに適切なさ
らに他の方法、ベクター及び宿主細胞は、Gething等, Nature, 293:620-625 (19
81); Mantei等, Nature, 281:40-46 (1979); EP 117,060; 及びEP 117,058に記
載されている。
【0051】 4.遺伝子増幅/発現の検出 遺伝子の増幅及び/又は発現は、ここで提供された配列に基づき、適切に標識
されたプローブを用い、例えば、従来よりのサザンブロット法、mRNAの転写
を定量化するノーザンブロット法[Thomas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,77:52
01-5205 (1980)]、ドットブロット法(DNA分析)、又はインサイツハイブリッ
ド形成法によって、直接的に試料中で測定することができる。あるいは、DNA
二本鎖、RNA二本鎖及びDNA−RNAハイブリッド二本鎖又はDNA-タン
パク二本鎖を含む、特異的二本鎖を認識することができる抗体を用いることもで
きる。ついで、抗体を標識し、アッセイを実施することができ、ここで二本鎖は
表面に結合しており、その結果二本鎖の表面での形成の時点でその二本鎖に結合
した抗体の存在を検出することができる。 あるいは、遺伝子の発現は、遺伝子産物の発現を直接的に定量する免疫学的な
方法、例えば細胞又は組織切片の免疫組織化学的染色及び細胞培養又は体液のア
ッセイによって、測定することもできる。試料液の免疫組織化学的染色及び/又
はアッセイに有用な抗体は、モノクローナルでもポリクローナルでもよく、任意
の哺乳動物で調製することができる。簡便には、抗体は、天然配列hSu(fu
)ポリペプチドに対して、又はここで提供されるDNA配列をベースとした合成
ペプチドに対して、又はhSu(fu)DNAに融合し特異的抗体エピトープを
コードする外因性配列に対して調製され得る。
【0052】 5.ポリペプチドの精製 hSu(fu)の形態は、培地又は宿主細胞の溶解液から回収することができ
る。膜結合性であるならば、適切な洗浄液(例えばトリトン-X100)又は酵素的切
断を用いて膜から引き離すことができる。hSu(fu)の発現に用いられる細
胞は、凍結融解サイクル、超音波処理、機械的破壊、又は細胞溶解剤などの種々
の化学的又は物理的手段によって破壊することができる。 hSu(fu)を、組換え細胞タンパク又はポリペプチドから精製することが
望ましい。適切な精製手順の例である次の手順により精製される:すなわち、イ
オン交換カラムでの分画;エタノール沈殿;逆相HPLC;シリカ又はカチオン
交換樹脂、例えばDEAEによるクロマトグラフィー;クロマトフォーカシング
;SDS-PAGE;硫酸アンモニウム沈殿;例えばセファデックスG-75を用
いるゲル濾過;IgGのような汚染物を除くプロテインAセファロースカラム;
及びhSu(fu)のエピトープタグ形態を結合させる金属キレート化カラムで
ある。この分野で知られ、例えば、Deutcher, Methodes in Enzymology, 182 (1
990);Scopes, Protein Purification: Principles and Practice, Springer-Ve
rlag, New York (1982)に記載された多くのタンパク質精製方法を用いることが
できる。選ばれる精製過程は、例えば、用いられる生産方法及び特に生産される
hSu(fu)の性質に依存する。
【0053】 E.hSu(fu)の用途 hSu(fu)をコードする核酸配列(又はそれらの補体)は、ハイブリッド
形成プローブとしての使用を含む分子生物学の分野において、染色体及び遺伝子
マッピングにおいて、及びアンチセンスRNA及びDNAの生成において種々の
用途を有している。また、hSu(fu)核酸は、ここに記載される組み換え技
術によるhSu(fu)ポリペプチドの調製にも有用であろう。 全長天然配列hSu(fu)遺伝子(配列番号:1)、又はその一部は、全長
遺伝子の単離又はFig1(配列番号:1)に開示されたhSu(fu)配列に
対して所望の配列同一性を持つ更に他の遺伝子(例えば、hSu(fu)の天然
発生変異体又は他の種からのhSu(fu)をコードするもの)の単離のための
cDNAライブラリ用のハイブリッド形成プローブとして使用できる。場合によ
っては、プローブの長さは約20〜約50塩基である。ハイブリッド形成プロー
ブは、配列番号:1の核酸配列から、又は天然配列hSu(fu)のプロモータ
ー、エンハンサー成分及びイントロンを含むゲノム配列から誘導され得る。例え
ば、スクリーニング法は、hSu(fu)遺伝子のコード化領域を周知のDNA
配列を用いて単離して約40塩基の選択されたプローブを合成することを含む。
ハイブリッド形成プローブは、32P又は35S等の放射性ヌクレオチド、又は
アビジン/ビオチン結合系を介してプローブに結合したアルカリホスファターゼ
等の酵素標識を含む種々の標識で標識されうる。本発明のhSu(fu)遺伝子
に相補的な配列を有する標識されたプローブは、ヒトcDNA、ゲノムDNA又
はmRNAのライブラリーをスクリーニングし、それらのライブラリーの何れの
メンバーがプローブにハイブッド形成するかを決定するのに使用できる。ハイブ
リッド形成技術は、以下の実施例において更に詳細に記載する。 また、プローブは、PCR技術に用いて、密接に関連したhSu(fu)配列
の同定のための配列のプールを作成することができる。
【0054】 また、hSu(fu)をコードする核酸配列は、そのhSu(fu)をコード
する遺伝子のマッピングのため、及び遺伝子疾患を持つ個体の遺伝子分析のため
のハイブリッド形成プローブの作成にも用いることができる。ここに提供される
核酸配列は、インサイツハイブリッド形成、既知の染色体マーカーに対する結合
分析、及びライブラリーでのハイブリッド形成スクリーニング等の周知の技術を
用いて、染色体及び染色体の特定領域にマッピングすることができる。 本発明は、Hh関連腫瘍、好ましくはhSu(fu)に関連するものを検出す
るために使用することができる。異常なHHシグナル伝達を伴うことが疑われる
腫瘍を持つ患者からのDNAについて、hSu(fu)遺伝子中の発癌性突然変
異の有無を分析する。散発性腫瘍の遺伝的特徴付けには、一般に、簡便には細胞
診試料を用いた腫瘍細胞DNA又はRNAの分析が必要となる。ここに提示した
正常な配列と比較して、核酸について、発癌性突然変異の有無をスクリーニング
する。Hhシグナル伝達の変化を伴う散発性腫瘍には、基底細胞癌、メラノーマ
、扁平上皮癌、乳癌、移行膀胱細胞癌、髄膜腫、心臓及び卵巣の線維腫、肺、大
腸、卵巣、腎臓及び食道癌、及び多の腸の癌が含まれる。 ここに教示するものを含み、ゲノムDNA配列を分析するための多くの方法が
利用できる。多量のDNAが利用できる場合にはゲノムDNAを直接用いる。あ
るいは、対象領域を適当なベクター中にクローニングし、分析のために十分な量
になるように増殖させ、あるいはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)のような一般
的な方法により増幅させることができる。異常なhSu(fu)タンパク質の有
無についての腫瘍細胞の分析は、以下に検討するイムノアッセイにより実施する
ことができる。
【0055】 hSu(fu)のコード配列が他のタンパク質に結合するタンパク質をコード
するときは(例、hSu(fu)がレセプターである場合)、hSu(fu)は
結合相互作用に関与する他のタンパク質又は分子を同定するアッセイにおいて使
用することができる。このような方法により、レセプター/リガンド結合相互作
用のインヒビターを同定することができる。このような結合相互作用に関与する
タンパク質はまた結合相互作用のペプチドもしくは小分子インヒビター又はアゴ
ニストをスクリーニングするために使用することもできる。また、レセプターh
Su(fu)は相関するリガンド(類)を単離するために使用することができる
。スクリーニングアッセイは、hSu(fu)のレセプター又は天然hSu(f
u)の生物活性を模倣するリード化合物を見出すように構築することができる。
このようなスクリーニングアッセイには、化学ライブラリの高性能スクリーニン
グに受け入れられるアッセイが含まれ、小分子薬物候補を同定するためにこれを
特に適したものにする。考えられる小分子には、合成の有機もしくは無機化合物
が含まれる。アッセイは、当該分野において十分に特徴付けられているタンパク
質間結合アッセイ、生化学スクリーニングアッセイ、イムノアッセイ及び細胞ベ
ースアッセイを含む様々な形態で実施することができる。
【0056】 hSu(fu)又はその修飾形態をコードする核酸は、トランスジェニック動
物又は「ノックアウト」動物を産生するのに用いることができ、該動物は順に治
療的に有用な試薬の開発とスクリーニングに有用である。トランスジェニック動
物(例えば、マウス又はラット)は、出生前、例えば胚段階で、その動物又はそ
の動物の祖先に導入された導入遺伝子を含む細胞を有する動物である。導入遺伝
子とは、トランスジェニック動物が発生する細胞のゲノムに組み込まれたDNA
である。一実施態様では、hSu(fu)をコードするcDNAを、確立された
技術によりhSu(fu)をコードするゲノムDNAをクローン化するために使
用することができ、ゲノム配列を、hSu(fu)をコードするDNAを発現す
る細胞を含むトランスジェニック動物を産生するために使用することができる。
特にマウス又はラット等のトランスジェニック動物を産生する方法は当該分野に
おいて常套的になっており、例えば米国特許第4,736,866号や第4,870,009号に記
述されている。典型的には、特定の細胞を組織特異的エンハンサーでのhSu(
fu)導入遺伝子の導入の標的にする。胚段階で動物の生殖系列に導入されたh
Su(fu)をコードする導入遺伝子のコピーを含むトランスジェニック動物は
、hSu(fu)をコードするDNAの増大した発現の影響を調べるために使用
できる。このような動物は、例えばその過剰発現を伴う病理的状態に対して保護
をもたらすと思われる試薬のテスター動物として使用できる。発明のこの側面に
おいては、動物を試薬で処理し、導入遺伝子を有する未処理の動物に比べ病状の
発病率が低ければ、疾患に対する治療的処置の可能性が示される。
【0057】 あるいは、hSu(fu)の非ヒト相同体は、動物の胚性細胞に導入されたh
Su(fu)をコードする変更ゲノムDNAと、hSu(fu)をコードする内
在性遺伝子との間の相同的組換えによって、hSu(fu)をコードする欠陥又
は変更遺伝子を有するhSu(fu)「ノックアウト」動物を作成するために使
用できる。例えば、hSu(fu)をコードするcDNAは、確立された技術に
従い、hSu(fu)をコードするゲノムDNAのクローニングに使用できる。
hSu(fu)をコードするゲノムDNAの一部を欠失したり、組み込みを監視
するために使用する選択可能なマーカーをコードする遺伝子等の他の遺伝子で置
換することができる。典型的には、ベクターは無変化のフランキングDNA(5'
と3'末端の両方)を数キロベース含む[例えば、相同的組換えベクターについて
はThomas and Capecchi, Cell, 51:503 (1987)を参照のこと]。ベクターは胚性
幹細胞に(例えば電気穿孔法等によって)導入し、導入されたDNAが内在性DN
Aと相同的に組換えられた細胞を選択する[例えば、Li等, Cell, 69:915 (1992
)参照]。選択された細胞は次に動物(例えばマウス又はラット)の胚盤胞内に注
入され、集合キメラを形成する[例えば、Bradley, Teratocarcinomas and Embr
yonic Stem Cells: A Practical Approach, E. J. Robertson, ed. (IRL, Oxfor
d, 1987), pp. 113-152参照]。その後、キメラ性胚を適切な偽妊娠の雌性乳母
に移植し、「ノックアウト」動物を作ると言われる。胚細胞に相同的に組換えら
れたDNAを有する子孫は標準的な技術により同定され、それらを利用して動物
の全細胞が相同的に組換えられたDNAを含む動物を繁殖させることができる。
ノックアウト動物は、hSu(fu)ポリペプチドが不在であることによるある
種の病理的状態及び病理的状態の進行に対して防御する能力によって特徴付けら
れる。
【0058】 hSu(fu)ポリペプチドをコードする核酸はまた遺伝子療法に使用するこ
とができる。遺伝子療法の用途では、例えば欠陥遺伝子の置換のために治療的有
効量の遺伝子産物のインビボ合成を達成するために遺伝子が細胞に導入される。
「遺伝子療法」には、持続効果が単一の治療によって達成される一般的な遺伝子
療法と、治療的有効量のDNA又はmRNAの一回又は繰り返し投与を含む遺伝
子治療剤の投与の双方が含まれる。アンチセンスRNA及びDNAを、ある種の
遺伝子のインビボでの発現を阻止するための治療剤として使用することができる
。短いアンチセンスオリゴヌクレオチドは、細胞膜によるその制限された取り込
みにより引き起こされるその低細胞内濃度にもかかわらず、阻害剤として作用す
る細胞中に移入されうることは既に示されている。(Zamecnik等, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 83:4143-4146 [1986])。オリゴヌクレオチドは、例えば負に荷
電したホスホジエステル基を無電荷基により置換することにより、その取り込み
を亢進するように修飾することができる。 一実施態様では、製薬組成物は、遺伝子療法のための腫瘍抑制活性を有するh
Su(fu)の非突然変異型をコード化するヌクレオチド配列を含む。当該分野
において知られているように、腫瘍又は他の疾患は、細胞が癌抑制遺伝子の双方
の機能性コピーを失うか、あるいは欠陥型に突然変異した一又は複数のコピーを
有しているときにしばしば進化する。そのような場合、hSu(fu)の機能性
コピーを導入すると状態を改善するのに役立ちうる。
【0059】 生細胞中に核酸を導入するために利用できる様々な技術がある。その技術は、
核酸がインビトロで培養細胞中に移されるか、意図した宿主の細胞中にインビボ
で移されるかどうかに依存して変わる。哺乳動物細胞へのインビトロでの核酸の
移送に好適な技術には、リポソームの使用、エレクトロポレーション、マイクロ
インジェクション、細胞融合、DEAE-デキストラン、リン酸カルシウム沈殿
法等々が含まれる。現在好適なインビボでの遺伝子移送技術には、ウィルス(典
型的にはレトロウィルス)ベクターでの形質移入とウィルスコートタンパク質−
リポソーム媒介形質移入(Dzau等, Trends in Biotechnology 11:205-210[1993]
)が含まれる。ある状況では、核酸源に標的細胞をターゲッティングする薬剤、
例えば細胞表面膜タンパク質又は標的細胞に対して特異的な抗体、標的細胞上の
レセプターに対するリガンドを提供することが望ましい。リポソームが用いられ
る場合、エンドサイトーシスに関連する細胞表面膜タンパク質に結合するタンパ
ク質は、例えば特定の細胞型向けのキャプシドタンパク質又はその断片、サイク
リングにおいて内部移行を受けるタンパク質の抗体、細胞内局在化を標的にし細
胞内半減期を亢進するタンパク質を標的とする、及び/又は取り込みを容易にす
るために使用しうる。レセプター媒介エンドサイトーシスの方法は、例えばWu等
, J. Biol. Chem. 262:4429-4432 (1987);及びWagner等, Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 87:3410-3414(1990)に記載されている。遺伝子標識及び遺伝子療法プロ
トコールのレビューについてはAnderson等, Science 256:808-813 (1992)を参照されたい。
【0060】 本発明のhSu(fu)ポリペプチドは、製薬的に有用な組成物を調製するた
めの既知の方法で製剤化することができ、それにより、本hSu(fu)産物は
製薬的に許容可能な担体ビヒクルと混合して組み合わされる。治療用製剤は、所
望の純度を持つ活性成分を、任意の生理学的に許容される担体、賦形剤又は安定
化剤(Remington's Pharmaceutical Sciences, 16th ed., Osol, A.編, (1980)
)と混合することにより、凍結乾燥製剤又は水溶液として調製されて保存される
。許容可能な担体、賦形剤又は安定化剤は、用いられる用量及び濃度で受容者に
非毒性であり、例えばホスファート、シトラート及び他の有機酸のような緩衝液
;アスコルビン酸を含む抗酸化剤;低分子量(約10残基以下)のポリペプチド
;血清アルブミン、ゼラチン、免疫グロブリンのようなタンパク質;ポリビニル
ピロリドンのような親水性ポリマー、グリシン、グルタミン、アスパラギン、ア
ルギニン又はリジンのようなアミノ酸;グルコース、マンノース、又はデキスト
リンを含む単糖類、二糖類及び他の炭水化物;EDTAのようなキレート剤;マ
ンニトール又はソルビトールのような糖アルコール;ナトリウムのような塩形成
対イオン;及び/又はトゥイーン(Tween)、プルロニクス(Pluronics)又はP
EGのような非イオン性界面活性剤を含む。インビボ投与のために使用される製
剤は殺菌したものでなければならない。これは、凍結乾燥及び再構成に先だって
、又はその後に、滅菌濾過膜を通す濾過によって容易に達成される。 ここに記載する治療用組成物は、一般に、無菌のアクセスポート、例えば、静
脈内溶液バッグ又は皮下注射針が貫通可能なストッパーを備えたバイアルに入れ
られる。 投与経路は、既知の方法、例えば、静脈内、腹膜内、脳内、筋肉内、眼内、動
脈内、又は病巣内経路での注射又は注入、局所投与、あるいは徐放システムに従
う。 本発明の製薬組成物の容量と所望される薬物濃度は考えられる特定の用途に依
存して変わりうる。適切な用量と投与経路の決定は通常の医師の技量の範囲内で
ある。動物実験はヒトの治療のために効果的な用量を決定するための信頼のある
指針を提供する。有効用量の種間スケーリングは、Toxicokinetics and New Dru
g Development, Yacobi等, 編, Pergamon Press, New York 1989, pp. 42-96のM
ordenti, J.とChappell, W.「The use of interspecies scaling in toxicokine
tics」に記載された原理に従って実施できる。
【0061】 F.抗hSu(fu)抗体 本発明は、さらに抗hSu(fu)抗体を提供するものである。抗体の例とし
ては、ポリクローナル、モノクローナル、ヒト化、二重特異性及びヘテロ抱合体
抗体が含まれる。 1.ポリクローナル抗体 本発明の抗hSu(fu)抗体はポリクローナル抗体を含む。ポリクローナル
抗体の調製方法は当業者に知られている。哺乳動物においてポリクローナル抗体
は、例えば免疫化剤、及び所望するのであればアジュバントを、一又は複数回注
射することで発生させることができる。典型的には、免疫化剤及び/又はアジュ
バントを複数回皮下又は腹腔内注射により、哺乳動物に注射する。免疫化剤は、
hSu(fu)ポリペプチド又はその融合タンパク質を含みうる。免疫化剤を免
疫化された哺乳動物において免疫原性が知られているタンパク質に抱合させるの
が有用である。このような免疫原タンパク質の例は、これらに限られないが、キ
ーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシサイログロブリン及び
大豆トリプシンインヒビターが含まれる。使用され得るアジュバントの例には、
フロイント完全アジュバント及びMPL-TDMアジュバント(モノホスホリル脂
質A、合成トレハロースジコリノミコラート)が含まれる。免疫化プロトコール
は、過度の実験なく当業者により選択されるであろう。
【0062】 2.モノクローナル抗体 あるいは、抗hSu(fu)抗体はモノクローナル抗体であってもよい。モノ
クローナル抗体は、Kohler及びMilstein, Nature, 256:495 (1975)に記載されて
いるようなハイブリドーマ法を使用することで調製することができる。ハイブリ
ドーマ法では、マウス、ハムスター又は他の適切な宿主動物を典型的には免疫化
剤により免疫化することで、免疫化剤に特異的に結合する抗体を生成するかある
いは生成可能なリンパ球を誘発する。また、リンパ球をインビトロで免疫化する
こともできる。 免疫化剤は、典型的にはhSu(fu)ポリペプチド又はその融合タンパク質
を含む。一般にヒト由来の細胞が望まれる場合には末梢血リンパ球(「PBL」)
が使用され、あるいは非ヒト哺乳動物源が望まれている場合は、脾臓細胞又はリ
ンパ節細胞が使用される。ついで、ポリエチレングリコール等の適当な融合剤を
用いてリンパ球を不死化株化細胞と融合させ、ハイブリドーマ細胞を形成する[
Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, Academic Press,
(1986) pp. 59-103]。不死化株化細胞は、通常は、形質転換した哺乳動物細胞
、特に齧歯動物、ウシ、及びヒト由来の骨髄腫細胞である。通常、ラット又はマ
ウスの骨髄腫株化細胞が使用される。ハイブリドーマ細胞は、好ましくは、未融
合の不死化細胞の生存又は成長を阻害する一又は複数の物質を含有する適切な培
地で培養される。例えば、親細胞が、酵素のヒポキサンチングアニンホスホリボ
シルトランスフェラーゼ(HGPRT又はHPRT)を欠いていると、ハイブリドーマの培
地は、典型的には、ヒポキサチン、アミノプチリン及びチミジンを含み(「HA
T培地」)、この物質がHGPRT欠乏性細胞の増殖を阻止する。
【0063】 好ましい不死化株化細胞は、効率的に融合し、選択された抗体生成細胞による
安定した高レベルの抗体発現を支援し、HAT培地のような培地に対して感受性
のものである。より好ましい不死化株化細胞はマウス骨髄腫株であり、これは例
えばカリフォルニア州サンディエゴのSalk Institute Cell Distribution Cente
rやメリーランド州ロックビルのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクショ
ンより入手可能である。ヒトモノクローナル抗体を生成するためのヒト骨髄腫及
びマウス-ヒト異種骨髄腫株化細胞も開示されている[Kozbor, J. Immunol., 13
3:3001 (1984)、Brodeur等, Monoclonal Antibody Production Techniques and
Applications, Marcel Dekker, Inc., New York, (1987) pp. 51-63]。 ついでハイブリドーマ細胞が培養される培養培地を、hSu(fu)に対する
モノクローナル抗体の存在について検定する。好ましくは、ハイブリドーマ細胞
によって生成されたモノクローナル抗体の結合特異性は免疫沈降又はラジオイム
ノアッセイ(RIA)や酵素結合免疫測定法(ELISA)等のインビトロ結合検定
法によって測定する。このような技術及びアッセイは、当該分野において公知で
ある。モノクローナル抗体の結合親和性は、例えばMunson及びPollard, Anal. B
iochem., 107:220 (1980)によるスキャッチャード分析法によって測定すること
ができる。 所望のハイブリドーマ細胞が同定された後、クローンを制限希釈工程によりサ
ブクローニングし、標準的な方法で成長させることができる[Goding, 上掲]。
この目的のための適当な培地には、例えば、ダルベッコの改変イーグル培地及び
RPMI-1640倍地が含まれる。あるいは、ハイブリドーマ細胞は哺乳動物
においてインビボで腹水として成長させることもできる。 サブクローンによって分泌されたモノクローナル抗体は、例えばプロテインA
−セファロース法、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー法、ゲル電気泳
動法、透析法又はアフィニティークロマトグラフィー等の従来の免疫グロブリン
精製方法によって培養培地又は腹水液から単離又は精製される。
【0064】 また、モノクローナル抗体は、組換えDNA法、例えば米国特許第4,816,567
号に記載された方法により作成することができる。本発明のモノクローナル抗体
をコードするDNAは、常套的な方法を用いて(例えば、マウス抗体の重鎖及び
軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合可能なオリゴヌクレオチドプローブを使
用して)、容易に単離し配列決定することができる。本発明のハイブリドーマ細
胞はそのようなDNAの好ましい供給源となる。ひとたび単離されたら、DNA
は発現ベクター内に配することができ、これが宿主細胞、例えばサルCOS細胞
、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、あるいは免疫グロブリンタンパク
質を生成などしない骨髄腫細胞内に形質移入され、組換え宿主細胞内でモノクロ
ーナル抗体の合成をすることができる。また、DNAは、例えば相同マウス配列
に換えてヒト重鎖及び軽鎖定常ドメインのコード配列を置換することにより[US
. Patent No.4,816,567;Morrison等, 上掲]、又は免疫グロブリンコード配列
に非免疫グロブリンポリペプチドのコード配列の一部又は全部を共有結合するこ
とにより修飾することができる。このような非免疫グロブリンポリペプチドは、
本発明の抗体の定常ドメインの代わりに置換するか、本発明の抗体の一つの抗原
結合部位の可変ドメインの代わりに置換し、キメラ性二価抗体を産生することが
できる。このような非免疫グロブリンポリペプチドは、本発明の抗体の定常ドメ
インに置換でき、あるいは本発明の抗体の1つの抗原結合部位の可変ドメインに
置換でき、キメラ性二価抗体を生成する。 抗体は一価抗体であってもよい。一価抗体の調製方法は当該分野においてよく
知られてる。例えば、一つの方法は免疫グロブリン軽鎖と修飾重鎖の組換え発現
を含む。重鎖は一般的に、重鎖の架橋を防止するようにFc領域の任意のポイン
トで切断される。あるいは、関連するシステイン残基を他のアミノ酸残基で置換
するか欠失させて架橋を防止する。 一価抗体の調製にはインビトロ法がまた適している。抗体の消化による、その
断片、特にFab断片の生成は、当該分野において知られている慣用的技術を使
用して達成できる。
【0065】 3.ヒト化抗体 本発明の抗hSu(fu)抗体は、さらにヒト化抗体又はヒト抗体を含む。非
ヒト(例えばマウス)抗体のヒト化形とは、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリ
ン鎖あるいはその断片(例えばFv、Fab、Fab'、F(ab')あるいは抗
体の他の抗原結合サブ配列)であって、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配
列を含むものである。ヒト化抗体はレシピエントの相補性決定領域(CDR)の残
基が、マウス、ラット又はウサギのような所望の特異性、親和性及び能力を有す
る非ヒト種(ドナー抗体)のCDRの残基によって置換されたヒト免疫グロブリン
(レシピエント抗体)を含む。幾つかの例では、ヒト免疫グロブリンのFvフレー
ムワーク残基は、対応する非ヒト残基によって置換されている。また、ヒト化抗
体は、レシピエント抗体にも、移入されたCDRもしくはフレームワーク配列に
も見出されない残基を含んでいてもよい。一般に、ヒト化抗体は、全てあるいは
ほとんど全てのCDR領域が非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、全てあるい
はほとんど全てのFR領域がヒト免疫グロブリンコンセンサス配列のものである
、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的に全てを含む。ヒト
化抗体は、最適には免疫グロブリン定常領域(Fc)、典型的にはヒトの免疫グロ
ブリンの定常領域の少なくとも一部を含んでなる[Jones等, Nature, 321:522-5
25 (1986); Riechmann等, Nature, 332:323-329 (1988); 及びPresta, Curr. Op
Struct. Biol., 2:593-596 (1992)]。
【0066】 非ヒト抗体をヒト化する方法はこの分野でよく知られている。一般的に、ヒト
化抗体には非ヒト由来の一又は複数のアミノ酸残基が導入される。これら非ヒト
アミノ酸残基は、しばしば、典型的には「移入」可変ドメインから得られる「移
入」残基と称される。ヒト化は基本的に齧歯動物のCDR又はCDR配列でヒト
抗体の該当する配列を置換することによりウィンター(winter)及び共同研究者[
Jones等, Nature, 321:522-525 (1986);Riechmann等, Nature, 332:323-327 (1
988);Verhoeyen等, Science, 239:1534-1536 (1988)]の方法に従って、齧歯類
CDR又はCDR配列をヒト抗体の対応する配列に置換することにより実施され
る。よって、このような「ヒト化」抗体は、無傷のヒト可変ドメインより実質的
に少ない分が非ヒト種由来の対応する配列で置換されたキメラ抗体(米国特許第4
,816,567号)である。実際には、ヒト化抗体は典型的には幾つかのCDR残基及
び場合によっては幾つかのFR残基が齧歯類抗体の類似する部位からの残基によ
って置換されたヒト抗体である。 また、ヒト抗体は、ファージ表示ライブラリ[Hoogenboom及びWinter, J. Mol
. Biol., 227:381 (1991);Marks等, J. Mol. Biol., 222:581 (1991)]を含むこの分野で知られた
種々の方法を用いて作成することもできる。また、Cole等及びBoerner等の技術
も、ヒトモノクローナル抗体の調製に利用することができる[Cole等, Monoclon
al Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss. p.77(1985)及びBoerner等,
J. Immunol., 147(1):86-95(1991) ]。同様に、ヒト抗体はヒト免疫グロブリ
ン座位をトランスジェニック動物、例えば内在性免疫グロブリン遺伝子は部分的
又は完全に不活性化されたマウスに導入することにより産生することができる。
投与の際に、遺伝子再配列、組立、及び抗体レパートリーを含むあらゆる観点に
おいてヒトに見られるものに非常に類似しているヒト抗体の生産が観察される。
このアプローチは、例えば米国特許第5,545,807号;同第5,545,806号;同第5,56
9,825号;同第5,625,126号;同第5,633,425号;同第5,661,016号、及び次の科学
文献:Marks等, Bio/Technology 10, 779-783 (1992); Lonberg等, Nature 368
856-859 (1994); Morrison, Nature 368, 812-13 (1994); Fishwild等, Nature
Biotechnology 14, 845-51 (1996); Neuberger, Nature Biotechnology 14, 826
(1996); Lonberg及びHuszar, Intern. Rev. Immunol. 13 65-93 (1995)に記載
されている。
【0067】 4.二重特異性抗体 二重特異性抗体は、少なくとも2つの異なる抗原に対して結合特異性を有する
モノクローナル抗体、好ましくはヒトもしくはヒト化抗体である。本発明の場合
において、結合特異性の一方はhSu(fu)に対してであり、他方は任意の他
の抗原、好ましくは細胞表面タンパク質又はレセプター又はレセプターサブユニ
ットに対してである。 二重特異性抗体を作成する方法は当該技術分野において周知である。伝統的に
は、二重特異性抗体の組換え生産は、二つの重鎖が異なる特異性を持つ二つの免
疫グロブリン重鎖/軽鎖対の同時発現に基づく[Milstein及びCuello, Nature,
305:537-539 (1983)]。免疫グロブリンの重鎖と軽鎖を無作為に取り揃えるため
、これらハイブリドーマ(クアドローマ)は10種の異なる抗体分子の潜在的混合
物を生成し、その内一種のみが正しい二重特異性構造を有する。正しい分子の精
製は、アフィニティークロマトグラフィー工程によって通常達成される。同様の
手順が1993年5月13日公開のWO 93/08829、及びTraunecker等, EMBO J.,10:3655-
3656 (1991)に開示されている。 所望の結合特異性(抗体-抗原結合部位)を有する抗体可変ドメインを免疫グロ
ブリン定常ドメイン配列に融合できる。融合は、好ましくは少なくともヒンジ部
、CH2及びCH3領域の一部を含む免疫グロブリン重鎖定常ドメインとのもの
である。少なくとも一つの融合には軽鎖結合に必要な部位を含む第一の重鎖定常
領域(CH1)が存在することが望ましい。免疫グロブリン重鎖融合をコードする
DNA、及び望むのであれば免疫グロブリン軽鎖を、別々の発現ベクターに挿入
し、適当な宿主生物に同時形質移入する。二重特異性抗体を作成するための更な
る詳細については、例えばSuresh等, Methods in Enzymology, 121:210(1986)を
参照されたい。
【0068】 5.ヘテロ抱合体抗体 ヘテロ抱合抗体もまた本発明の範囲に入る。ヘテロ抱合抗体は、2つの共有結
合した抗体からなる。このような抗体は、例えば、免疫系細胞を不要な細胞に対
してターゲティングさせるため[米国特許第4,676,980号]及びHIV感染の治
療のために[WO 91/00360; WO 92/200373; EP 03089]提案されている。この抗
体は、架橋剤に関連したものを含む合成タンパク化学における既知の方法を使用
して、インビトロで調製することができると考えられる。例えば、ジスルフィド
交換反応を使用するか又はチオエーテル結合を形成することにより、免疫毒素を
作成することができる。この目的に対して好適な試薬の例には、イミノチオレー
ト及びメチル-4-メルカプトブチリミデート、及び例えば米国特許第4,6767,980
号に開示されているものが含まれる。
【0069】 G.抗hSu(fu)抗体の用途 本発明の抗hSu(fu)抗体は様々な有用性を有している。例えば、抗hS
u(fu)抗体は、hSu(fu)の診断アッセイ、例えばその特定細胞、組織
、又は血清での発現の検出に用いられる。競合的結合アッセイ、直接又は間接サ
ンドウィッチアッセイ及び不均一又は均一相で行われる免疫沈降アッセイ[Zola
, Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniques, CRC Press, Inc. (1987)
pp. 147-158]等のこの分野で知られた種々の診断アッセイ技術が使用される。
診断アッセイで用いられる抗体は、検出可能な部分で標識される。検出可能な部
分は、直接的にか又は間接的に検出可能なシグナルを発生することができなけれ
ばならない。例えば、検出可能な部分は、H、14C、32P、35S又は 25 I等の放射性同位体、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン又は
ルシフェリン等の蛍光又は化学発光化合物、あるいはアルカリホスファターゼ、
β-ガラクトシダーゼ又はセイヨウワサビペルオキシダーゼ等の酵素であってよ
い。Hunter等 Nature, 144:945 (1962);David等, Biochemistry, 13: 1014 (19
74);Pain等, J. Immunol. Meth., 40:219 (1981) ;及びNygren, J. Histochem.
and Cytochem., 30:407 (1982)に記載された方法を含む、抗体を検出可能な部
位に抱合するためにこの分野で知られた任意の方法が用いられる。 より好ましくは、異常なhSu(fu)タンパク質の有無のための腫瘍細胞の
分析はイムノアッセイによって実施することができる。Hh関連腫瘍を疑われる
患者から試料を採取する。ここで使用される試料としては、生物学的体液、例え
ば血液、脳脊髄液、涙、唾液、リンパ液、透析液等々;器官又は組織培養由来の
流体;及び生理組織から抽出した流体が含まれる。該用語にまた含まれるのは、
このような流体の誘導体及びフラクションである。皮膚損傷、器官組織断片等々
の生検試料が特に興味深い。転移が疑わしい場合には、血液試料が好適となりう
る。試料中の細胞の数は一般に少なくとも10、通常は少なくとも10、よ
り通常は少なくとも10である。細胞は、固形組織の場合には分離でき、ある
いは組織切片を分析してもよい。あるいは細胞の溶解物を調製することができる
【0070】 診断は多くの方法によって実施することができる。異なる方法は全て発癌性突
然変異を有することが疑われる患者の細胞における異常なhSu(fu)の有無
を決定する。ここで検討した本発明の組成物と方法を用いることができる。例え
ば、一般的な方法に従って実施される無傷の細胞又は組織切片の染色を利用する
ことができる。対象の抗体を細胞試料に加え、エピトープへの結合を可能にする
のに十分な時間、通常は少なくとも約10分の間、インキュベートする。抗体は
放射性同位元素、酵素、蛍光剤、化学発光剤、又は他の直接検出用の標識で標識
することができる。あるいは、第二段階の抗体又は試薬を用いてシグナルを増幅
させる。このような試薬は当該分野においてよく知られている。例えば、一次抗
体は第2段階の試薬として添加される西洋わさびペルオキシダーゼコンジュゲー
トアビジンを用いて、ビオチンにコンジュゲートさせることができる。最終の検
出はペルオキシダーゼの存在下で色彩変化を受ける基質を検出する。抗体結合の
有無は、解離細胞のフローサイトメトリー、顕微鏡検査、放射線写真撮影、シン
チレーション計数等々を含む様々な方法により決定することができる。 診断の更に他の代替方法は、腫瘍細胞が活性なhSu(fu)タンパク質を分
泌(又は細胞死のときに放出)しうる細胞溶解物、上清又は他の流体中における
抗体とhSu(fu)の間の結合のインビトロでの検出に依存する。試料又はそ
のフラクション中のhSu(fu)結合濃度の測定は、ここで検討した様々な特
定のアッセイによって達成できる。一般的なサンドイッチ型のアッセイを使用す
ることができる。例えば、サンドイッチアッセイは、最初にhSu(fu)特異
的抗体を不溶性表面又は支持体に付着させうる。結合の特定の形式は、それが本
発明の試薬と全体的な方法と適合性がある限り、重要ではない。それらはプレー
トに共有的に又は非共有的に、好ましくは非共有的に結合されうる。不溶性支持
体はポリペプチドが結合しうる任意の組成物であり得、それは可溶性物質から容
易に分離され、方法全体と適合性等がある。そのような支持体の表面は中実か多
孔性であり得、任意の一般的な形状であり得る。レセプターが結合させられる好
適な不溶性支持体の例としては、ビーズ、例えば磁性ビーズ、膜及びマイクロタ
イタープレートが含まれる。これらは典型的にはガラス、プラスチック(例えば
ポリスチレン)、多糖類、ナイロン又はニトロセルロースである。マイクロタイ
タープレートは、少量の試薬と試料を使用して、非常に多数のアッセイを同時に
行うことができるので、特に好都合である。 抗hSu(fu)抗体はまた組換え細胞培養もしくは天然源からのhSu(f
u)のアフィニティー精製に対して有用である。この方法では、hSu(fu)
に対する抗体を、当該分野に置いてよく知られた方法を用いてセファデックス樹
脂又は濾過紙のような適当な支持体上に固定化する。ついで、固定化した抗体を
、精製されるhSu(fu)を含む試料に接触させ、ついで支持体を、固定化抗
体に結合するhSu(fu)を除く試料中の実質的に全ての物質を取り除く適当
な溶媒で洗浄する。最後に、抗体からhSu(fu)を切り離す他の好適な溶媒
で支持体を洗浄する。
【0071】 H.hSu(fu)アンタゴニスト及びアゴニスト 最近、ヒトのヘッジホッグシグナル伝達経路における興味は、発育異常と度重
なる皮膚癌により特徴づけられた希な常染色体優性疾患である基底細胞母斑症候
群を持つ患者における遺伝した継ぎ接ぎ(patched)遺伝子突然変異の発見によっ
て掻き立てられた。patched遺伝子の体細胞性に獲得した変異が、基底細胞癌、
一次性乳癌、髄芽細胞腫及び髄膜種を含む散発性癌において特定されている。継
ぎ接ぎは腫瘍サプレッサーとして作用し、これらの突然変異が継ぎ接ぎ遺伝子産
物における機能の喪失を引き起こしていると現在は考えられている。従って、ヘ
ッジホッグ/patchedシグナル伝達経路は腫瘍形成の因子でありうる。増加した
細胞成長と腫瘍形成に至る遺伝子改変の検出は臨床医学にとって非常に興味深い
。改変した細胞成長に至る特定の変化を特定することは関連した腫瘍の改良され
た診断と可能な治療法への扉を開ける可能性がある。 本発明のhSu(fu)アンタゴニスト及びアゴニスト化合物を生成するのに
幾つかの方法を好適に用いることができる。アンタゴニスト分子が細胞内部に標
的化でき、変異体hSu(fu)(例えば、腫瘍形成に本質的な、腫瘍抑制機能
を喪失した変異体)を作用から阻害又は防止する任意の方法が好適である。例え
ば、ドミナント変異体等の変異体hSu(fu)を含む競合的阻害剤は、欠陥性
又は構成的hSu(fu)を補足してGliネガティブ調節の正常なhSu(f
u)機能を回復させ、もってHhシグナル伝達を阻止する。膜貫通輸送に適した
サイズ、電荷及び疎水性等の、かかるアンタゴニスト又はアゴニスト分子の更な
る特性は、当業者によって容易に決定される。 hSu(fu)の模倣物又は他の相同体が同定され評価される場合、細胞を試
験化合物に暴露し、ヒトhSu(fu)のみに暴露したポジティブ対照、化合物
にも天然リガンドにも暴露していないネガティブ対照と比較する。hSu(fu
)シグナル変調のアンタゴニスト又はアゴニストを同定死評価する場合は、細胞
を天然リガンドの存在下で本発明の化合物に暴露し、試験化合物に暴露していな
い対照と比較する。 本発明のスクリーニングアッセイは、化学的ライブラリの高スループットスク
リーニングに適用でき、特に、小分子薬剤候補の同定に適している。
【0072】 1. アンタゴニスト及びアゴニスト分子 正常なhSu(fu)タンパク質のアンタゴニストは、不十分なHhシグナル
伝達経路活性に特徴付けられる状態、又はHhシグナル伝達の増加が望ましい場
合に治療的に投与することができる。ヘッジホッグ生物活性には、胎児の頭、肢
、肺、中枢神経系又は中胚葉パターン形成を含む、様々な組織の生成と分化を誘
発もしくは変調等する能力が含まれる。増殖はまた多数の組織のHhによって変
調される。このような変調はインビトロ、エキソビボ又はインビボの状態で達成
することができる。例えば、創傷治癒、骨形成、低増殖性又は過剰増殖性皮膚疾
患の治療、分化の誘発は対象のアンタゴニストの投与に影響を受ける。 Hhは運動神経誘発活性、神経分化誘発活性又は神経生存促進活性のような神
経形成を調節することができる。Hhはまた軟骨細胞誘発能力又は精子形成にお
ける関与を含む、幹細胞又は胚細胞分化の誘発及び器官形成を調節する。関節炎
、例えば骨関節炎、関節リウマチ等々の治療は、hSu(fu)アンタゴニスト
の投与と、続く軟骨細胞及び軟骨形成の誘発により恩恵を受けうる。Hhは毛鞘
中の細胞の成長を変調することにより毛髪の成長を調節することができ、この目
的のためにhSu(fu)アンタゴニストを投与することができる。 HHの投与は、TGFβファミリーのメンバー、骨形成タンパク質、及び線維
芽細胞成長因子ファミリーのような二次シグナル伝達分子の発現を誘発するので
、hSu(fu)のアンタゴニストが同じことをしうる。 多くの神経性疾患がニューロン要素の離散集合の変性に関連しており、アンタ
ゴニストによって治療されうる。特定の疾患には、外傷、卒中から生じる虚血症
から生じる損傷、神経系の感染症及び/又は炎症から生じる損傷、アルツハイマ
ー病、パーキンソン病、ハンチントン舞踏病、筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳失
調、及び中枢神経系の慢性免疫疾患、例えば多発性硬化症が含まれる。アンタゴ
ニストはまた末梢神経系の自律神経障害、例えば心臓の横紋筋を神経支配する神
経の変性状態から生じる心房心不整脈又は頻脈を治療するのにも有用である。
【0073】 また興味があるのはインビトロ及びエキソビボでの用途であり、そこでは、特
定の細胞培養物、例えば神経前駆細胞に加えられるHhはニューロンとグリアに
末期的に分化しうることが予想されもしくは知られている。Hhは当該分野で知
られているように、適切な培地と組み合わされて、培養中のそのような細胞の再
生産を維持する。hSu(fu)のアンタゴニストを同様に使用することができ
る。 本発明の化合物の投与に対してはここで検討されたように様々な方法を使用す
ることができる。 薬物スクリーニングは、異常な細胞におけるhSu(fu)機能の代替品を提
供する薬剤を同定する。腫瘍サプレッサーとしてのhSu(fu)の役割は、そ
の機能にアゴニズする(又は腫瘍抑制活性を失った突然変異hSu(fu)型の
機能をアンタゴナイズする)薬剤が腫瘍形成プロセスを阻害することを示す。逆
に、正常なhSu(fu)機能をアンタゴナイズする薬剤は調節された成長と治
癒を刺激することができる。特に興味深いものは、ヒト細胞に対して低毒性の薬
剤に対するスクリーニングアッセイである。標識インビトロタンパク質間結合ア
ッセイ、電気泳動度シフトアッセイ、タンパク質結合、酵母ハイブリッド系等の
イムノアッセイを含む広範なアッセイをこの目的に対して使用することができる
。ここで使用される「薬剤」という用語は所望の生理的機能を変化もしくは模倣
する能力を持つ任意の分子、例えばタンパク質又は医薬を記述する。一般に、複
数のアッセイ混合物を異なった薬剤濃度で平行して流して、様々な濃度に対する
差次的な応答を得る。典型的には、これらの濃度の一つが負の対照、つまりゼロ
濃度又は検出レベル以下である。
【0074】 候補薬剤は無数の化学クラスを包含するが、典型的には有機分子、好ましくは
50を越え約2500ダルトン未満の分子量を有する小有機分子である。候補薬
剤はタンパク質との構造的な相互作用、特に水素結合に必要な官能基を含み、典
型的には少なくともアミン、カルボニル、ヒドロキシルもしくはカルボキシル基
、好ましくは少なくとも2つの官能化学基を含む。候補薬剤はしばしば環状炭素
又は複素環構造及び/又は芳香族又は多芳香族構造で、一又は複数の上記官能基
で置換されているものを含む。候補薬剤はまたペプチド、糖、脂肪酸、ステロイ
ド、プリン、ピリミジン、それらの誘導体、構造類似体又は組み合わせを含む生
体分子から見出される。 候補薬剤は、合成又は天然の化合物のライブラリを含む広範な供給源から得る
ことができる。例えば、無作為化オリゴヌクレオチド及びオリゴペプチドの発現
を含む無数の手段が、広範な有機化合物及び生体分子の無作為及び定方向合成の
ために利用できる。あるいは、細菌、真菌、植物及び動物抽出物の形態の天然化
合物のライブラリが利用できもしくは直ぐに作り出せる。また、天然又は合成的
に作られたライブラリと化合物は通常の化学的、物理的及び生化学的手段によっ
て容易に変更され、コンビナトリアルライブラリを作るのに使用することができ
る。既知の薬物に、定方向もしくは無作為化学修飾、例えばアシル化、アルキル
化、エステル化、アミド化等々を施して構造類似体を作ってもよい。
【0075】 スクリーニングアッセイが結合アッセイである場合、一又は複数の分子を標識
に結合させることができ、標識が検出可能なシグナルを直接的に又は間接的に提
供しうる。様々な標識には放射性元素、蛍光剤、化学発光剤、酵素、特異的結合
分子、粒子、例えば磁性粒子等々が含まれる。特異的結合分子には、対、例えば
ビオチンとストレプトアビジン、ジゴキシンと抗ジゴキシン等々が含まれる。特
異的結合メンバーに対して、相補的メンバーは、通常は、既知の手順に従って、
検出をもたらす分子で標識される。 様々な他の試薬がスクリーニングアッセイにおいて含まれうる。これらには、
最適なタンパク質間結合塩類を容易にし、及び/又は非特異的又はバックグラウ
ンド相互作用を低減するために使用される中性タンパク質、例えばアルブミン、
洗浄剤等々のような試薬が含まれる。プロテアーゼインヒビター、ヌクレアーゼ
インヒビター、抗菌剤等々のようなアッセイの効率を改善する試薬を使用しても
よい。成分の混合物は、必要な結合をもたらす任意の順序で添加される。インキ
ュベーションは、任意の好適な温度、典型的には4℃と40℃の間で実施される
。インキュベーション時間は最適な活性が得られるように選択されるが、また高
速の高性能スクリーニングを容易にするために最適化することもで、典型的には
0.1時間と1時間の間とするのが十分であろう。 所望の薬理活性を有する化合物は、Hh経路機能又はhSu(fu)の不足に
帰する癌又は発達異常の治療のために宿主に生理的に許容可能な担体にて投与さ
れうる。 hSu(fu)は、転写活性化因子Gliの負の調節に関与しているHhのず
っと下流のモジュレータであるので、本発明の候補分子は非常に多くの状況、例
えば上流の経路分子に欠陥があり腫瘍形成に至るか、又は不十分な成長及び治癒
に至るときに、有用であるという利点を有する。本発明の化合物はHh経路の重
要な転写工程に影響を及ぼすことによってこれらの妨害と欠陥を克服することが
できる。従って、本発明の化合物は、創傷治癒、加齢、腫瘍形成等々におけるヘ
ッジホッグ経路機能を亢進(又はHh経路の上流の欠陥を解消する)ために使用
することができる。ここで検討したように、薬剤は、様々な形で、経口的に、局
所的に、非経口的に、例えば皮下的に、腹腔内に、ウィルス感染により、血管内
等々に投与することができる。
【0076】 hSu(fu)シグナル伝達のアンタゴニスト及び/又はアゴニストをスクリ
ーニングするために、アッセイ混合物を、候補となる製薬剤の存在下であるが、
hSu(fu)が参照活性でヘッジホッグシグナル伝達を誘発する条件下でイン
キュベートする。混合物成分は、必要なヘッジホッグ活性を与えるために任意の
順序で添加できる。インキュベーションは、最適な結合を促進する任意の温度、
典型的には4℃から40℃、より通常は15℃から40℃で実施する。インキュ
ベーション時間も同様に最適結合のために選択されるが、迅速で高スループット
のスクリーニングを促進するために最小化され、典型的には約0.1から10時
間、好ましくは5時間未満、より好ましくは2時間未満である。インキュベーシ
ョンの後、候補製薬剤のhSu(fu)シグナル伝達に対する効果を任意の便利
な方法で決定する。無細胞結合型アッセイでは、結合及び非結合成分を分離する
ための分離工程がしばしば用いられる。分離は、例えば、沈殿(例えばTCA沈
殿、免疫沈降など)、固定化(例えば、固体基体上)によってなされ、ついで洗
浄される。結合したタンパク質は、それに結合した検出可能な標識により、例え
ば放射活性放出、光学又は電子密度を測定することにより、あるいは、例えば抗
体抱合を用いて間接的な検出により検出される。 例えば、hSu(fu)アンタゴニスト及び/又はアゴニストに適したスクリ
ーニング方法は、hSu(fu)発現組織における候補アンタゴニスト及び/又
はアゴニストの存在下又は不存在下でのインサイツハイブリッド形成の比較、並
びにhSu(fu)変調細胞成長の不存在の確認を含む。このようなhSu(f
u)結合リガンドを同定するために、hSu(fu)を細胞表面で発現させ、合
成候補化合物又は(例えば、血清又は細胞などの内因性供給源からの)天然に生
じる化合物のライブラリのスクリーニングに用いることができる。
【0077】 hSu(fu)のタンパク質−タンパク質相互作用に影響する好適な分子及び
その結合タンパク質は、後者の断片又は相互作用及び正しい複合体形成を阻害す
る小分子、例えばペプチド模倣物を含む。そのような小分子は、通常10K分子
量未満であり、細胞に等価しやすいので治療薬として好適であり、種々の細胞機
構による分解を受けにくく、タンパク質のように免疫を生じやすくない。小分子
は、これらに限られないが、合成有機又は無機化合物を含む。多くの製薬会社が
、そのような分子のライブラリを有しており、それは本発明のアッセイを用いて
便利にスクリーニングできる。非限定的な例は、タンパク質、ペプチド、糖タン
パク質、グリコペプチド、糖脂質、多糖類、オリゴ糖、核酸、生物有機分子、ペ
プチド模倣物、薬理学的試薬、及びそれらの代謝物、転写及び翻訳制御配列等を
含む。 hSu(fu)に結合する分子の同定に好ましい技術は、アッセイ用プレート
のウェルなどの固相に結合したキメラ基質(例えば、エピトープタグhSu(f
u)又はhSu(fu)イムノアドヘシン)を利用する。場合によっては標識さ
れた(例えば放射性標識された)候補分子の、固定化レセプターへの結合が測定
できる。あるいは、Gliの活性化についての競合が測定できる。アンタゴニス
ト及び/又はアゴニストのスクリーニングにおいて、hSu(fu)はhSu(
fu)基質に暴露され、ついで推定アンタゴニスト及び/又はアゴニスト、又は
hSu(fu)結合タンパク質及びアンタゴニスト及び/又はアゴニストが同時
に添加され、アンタゴニスト及び/又はアゴニストのhSu(fu)活性化を阻
止する能力が評価される。
【0078】 2. 検出アッセイ hSu(fu)ポリペプチドは、hSu(fu)ヘッジホッグシグナル伝達を
変調させる治療的活性薬のためのリード化合物を同定するアッセイにおいて有用
である。特に、腫瘍成長を生じる欠陥性hSu(fu)の場合には、hSu(f
u)シグナル伝達複合体の生成を防止するか又はhSu(fu)変調ヘッジホッ
グシグナル伝達を防止又は減弱し(例えば、hSu(fu)自身又は基質に結合
し)−よってGli活性をダウンレギュレーションする−リード化合物が簡便に
同定できる。特に、候補化合物を、Gliへの結合とGliのダウンレギュレー
ションに対する活性でスクリーニングすることができる。このような候補分子は
Gliとの結合について正常なhSu(fu)と競合すべきで、Gli結合に対
するhSu(fu)の破壊を測定するアッセイで容易に同定することができる。 この分野で知られた種々の方法が、本発明のhSu(fu)タンパク質の活性
阻害の同定、評価又は検定に使用できる。
【0079】 (a)生化学的検出技術 生化学的分析技術は種々の技術によって評価できる。本発明で使用できる一つ
の典型的なアッセイ混合物は、hSu(fu)及び通常はhSu(fu)に付随
するタンパク質(例えばGli)を、通常は単離された、部分的に純粋又は純粋
な形態で含有する。これらの成分の一方又は両方は、例えばアッセイ条件下でタ
ンパク質−タンパク質結合を提供又は促進し、安定性を向上させる他のペプチド
又はポリペプチドに融合してよい。さらに、成分の一方は、通常検出可能な標識
を含むかそれに結合している。標識は、放射活性、蛍光、光学又は電子密度等の
測定による直接検出、あるいはエピトープタグ、酵素等の間接的検出を提供する
。アッセイ混合物は候補製薬剤をさらに含み、場合によっては、結合を促進し、
安定性を向上させ、非特異的又はバックグラウンド相互作用を減少させ、又はア
ッセイの効率又は感度を向上させる種々の他の成分、例えば塩、バッファー、担
体タンパク質、例えばアルブミン、洗浄剤、プロテアーゼ阻害剤、ヌクレアーゼ
阻害剤、抗微生物剤等を含む。 以下の検出方法は、シグナル伝達基質分子及びhSu(fu)を含む細胞溶解
物が本発明の化合物と混合された無細胞系で使用できる。結果は、化合物を添加
しない反応混合物で得られた結果と比較する。無細胞系は、天然リガンド又はそ
の同定の知識を必要としない。無細胞系は、化合物を添加しない混合物を必要と
しない。無細胞系は、天然リガンド又はその同定の知識を必要としない。
【0080】 (b)生物学的検出技術 本発明のアンタゴニスト/アゴニスト化合物の、それ自身がヘッジホッグシグ
ナル伝達を変調するhSu(fu)の活性を変調させる能力は、リガンド結合に
伴う形態又は機能変化についての評点化によって測定することができる。当該分
野で知られている任意の定性的又は定量的技術を、hSu(fu)の制御下で起
こる細胞プロセスを観察し測定するために利用できる。また、本発明の化合物の
活性は、ヘッジホッグシグナル伝達の機能不全によって生ずるか又はそれに関連
する疾患の実験的モデルを用いて動物で評価することもできる。例えば、マウス
における効果のないDHhヘッジホッグシグナル伝達は、生存できるが繁殖でき
ないマウスを導く。また、変異体hfused-DNの効果も、IHh発現によ
って調節される腸の発達に影響する。さらに、正しいSHhシグナル伝達は、脊
索及び底板、神経管、末端肢構造、脊柱及び肋骨におけるマウス胚成長に重要で
ある。また、不正なSHhシグナル伝達は単眼症に相関している。これらのフェ
ノタイプ特性の何れも、hSu(fu)アンタゴニスト及び/又はアゴニストに
ついてのスクリーニングアッセイにおいて評価され定量化される。ヘッジホッグ
の過剰発現に伴う疾患状態は、基底細胞癌に関連するが、不活性なソニックヘッ
ジホッグシグナル伝達は、異常な神経発達に至る。 本発明の基礎は、hSu(fu)タンパク質が生理的条件下でGli及び/又
はSlimbタンパク質と複合体を形成するという驚くべき知見である。この知
見は、hSu(fu)タンパク質がGli及び/又はSlimb機能のモジュレ
ーターとなり、Hhシグナル経路を変調することを示している。従って、Gli
及び/又はSlimbへのhSu(fu)の結合を阻害又は増強する薬剤の能力
を検出するアッセイは、hSu(fu)又はGli及び/又はSlimbアンタ
ゴニスト又はアゴニストを同定するための薬剤バンク(例えば、化合物ライブラ
リ、ペプチドライブラリ等々)の容易な高性能スクリーニング法を提供する。こ
のようなhSu(fu)又はGli及び/又はSlimbアンタゴニスト及びア
ゴニストはhSu(fu)及び/又はSlimb活性を変調することができ、よ
ってアポトーシスを変調できる。
【0081】 hSu(fu)/Gli及び/又はSlimb複合体形成又はhSu(fu)
/Gli及び/又はSlimb複合体形成を特異的に阻害可能な有効量の薬剤の
患者への投与は、hSu(fu)及び/又はGli及び/又はSlimb活性を
変調することにより効果的に治療される病理状態(例えば、癌、炎症、リンパ増
殖性疾患、自己免疫疾患、神経変性疾患等々)を治療するための治療もしくは予
防方法として使用することができる。 結合アッセイは一般に二つの形態のうち一つを取る:固定化hSu(fu)ポ
リペプチド(類)が標識Gli及び/又はSlimbポリペプチド(類)を結合
するために使用されうるか、逆に、固定化されたGli及び/又はSlimbポ
リペプチド(類)が標識hSu(fu)ポリペプチド類を結合するために使用さ
れうる。あるいは、hSu(fu)ポリペプチドが結合してhSu(fu)ポリ
ペプチドとホモ二量体を形成することを検出するために結合アッセイを実施する
ことができる;典型的には、標識hSu(fu)ポリペプチドを水性結合条件下
で固定化hSu(fu)ポリペプチドと接触させ、結合の度合いを固定化標識h
Su(fu)の量を測定することによって決定する。それぞれの場合、標識ポリ
ペプチドを、ポリペプチドが特異的に結合して、添加される薬剤がない状態でh
Su(fu)のGli及び/又はSlimbとの複合体の形成が可能になる条件
下で固定化ポリペプチドに接触させる。特定の水性条件は一般的な方法に従って
実務家によって選択されうる。一般的な目安としては、次の緩衝水性条件を使用
することができる:10−250mMのNaCl、5−50mMトリスHCl、
pH5−8で、二価カチオン及び/又は金属キレート剤及び/又は非イオン性洗
浄剤及び/又は膜フラクションが任意に添加される。付加、欠失、修飾(例えば
pH)及び置換(例えばNaClにKClを置換又は緩衝液の置換)をこれらの
基本的条件に加えることができることは当業者により理解されるであろう。hS
u(fu)ポリペプチド(類)のGli及び/又はSlimbポリペプチドに対
する特異的結合がコントロール反応において生じる限り、基礎的結合反応条件に
修飾を行うことができる。ある実施態様では、アッセイがhSu(fu)/hS
u(fu)ホモ二量体の形成を検出する場合、hSu(fu)ポリペプチドのh
Su(fu)ポリペプチドに対する特異的結合がコントロール反応において生じ
る限り、基礎的結合反応条件に修飾を行うことができる。コントロール反応(薬
剤を含まず)において特異的結合を生じない条件は結合アッセイでの使用には適
していない。予め決められたポリペプチド配列に結合するポリペプチド配列を同
定するアプローチは、その予め決められたポリペプチド配列が融合タンパク質に
存在しているいわゆる「ツーハイブリッド(two-hybrid)」系を使用することであ
る(Chien等, (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 88:9578)。このアプロー
チは転写活性化因子、酵母Ga14転写タンパク質の再構成を通して(Fields S
及びSong O (1989) Nature 340:245)インビボでのタンパク質間相互作用を同定
する。典型的には、該方法は、DNA-結合と転写活性化の役割を担う分離可能
なドメインからなる酵母Gal4転写タンパク質の特性に基づく。一つが既知の
タンパク質のポリペプチド配列に融合した酵母Gal4 DNA-結合ドメインか
らなり、他方が第二のタンパク質のポリペプチド配列に融合したGal4活性化
ドメインからなる二つのハイブリッドタンパク質をコードするポリヌクレオチド
を作成し、酵母宿主細胞中に導入する。二つの融合タンパク質間の分子間結合が
、Gal4活性化ドメインを持つGal4 DNA-結合ドメインを再構成し、こ
れがGal4結合部位に作用可能に結合したレポーター遺伝子(例えば、lac
Z、HIS3)の転写活性化に至る。典型的には、ツーハイブリッド法は、既知
のタンパク質と相互作用をする新規なポリペプチド配列を同定するために使用さ
れる(Silver S C及びHunt S W (1993) Mol. Biol. Rep. 17:155;Durfee等 (19
93) Genes Devel. 7;555;Yang等 (1992) Science 257:680;Luban等 (1993) Ce
ll 73: 1067;Hardy等 (1992) Genes Devel. 6; 801;Bartel等 (1993) Biotech
nipues 14:920;及びVojtek等(1993) Cell 74:205)。しかし、ツーハイブリッ
ド法の変形法は第二の既知のタンパク質への結合に影響を及ぼす既知のタンパク
質の突然変異を同定するために使用されている(Li B及びFields S(1993) FASEB
J. 7:957;Lalo等 (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 90: 5524;Jackson
等 (1993) Mol. Cell. Biol. 13; 2899;及びMadura等(1993) J. Biol. Chem. 2
68: 12046)。ツーハイブリッド法はまた二つの既知のタンパク質の相互作用し
ている構造ドメイン(Bardwell等 (1993) med. Microbiol. 8: 1177;Chakrabor
ty等 (1992) J. Biol. Chem. 267: 17498;Staudinger等 (1993) J. Biol. Chem
. 268: 4608;及びMilne GT及びWeaver DT (1993) Genes Devel. 7; 1755)又は
単一のタンパク質のオリゴマー形成の役割を担うドメイン(Iwabuchi等 (1993)
Oncogene 8; 1693;Bogerd等 (1993) J. Virol. 67: 5030)を同定するために使
用されている。ツーハイブリッド系の変形系はタンパク質分解酵素のインビボ活
性を研究するために使用されている(Dasmahapatra等(1992) Proc. Natl. Acad.
Sci. (USA) 89: 4159)。あるいは、大腸菌/BCCP相互作用的スクリーニン
グ系(Germino等 (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A) 90: 933;Guarente
L (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A) 90: 1639)を用いて相互作用するタ
ンパク質配列(すなわち、ヘテロ二量体化するか又はより高次のヘテロ多量体を
形成するタンパク質配列)を同定することができる。
【0082】 これらのツーハイブリッド法の各々は二つのGal4融合タンパク質間のポジ
ティブな会合に依存し、もって機能性Gal4転写活性化因子を再構成し、これ
がついでGal4結合部位に作用可能に結合したレポーター遺伝子の転写を誘発
する。レポーター遺伝子の転写は、(1)熱量酵素アッセイにより同定できる酵
素活性(例えば、β-ガラクトシダーゼ)としてか、(2)決まった媒質上の向
上した細胞成長(例えば、HIS3)として典型的には現れるポジティブな読み
出しをつくる。ポジティブな読み出し条件は一般には次の検出可能な条件の一又
は複数として特定される:(1)予め決められたレポーター遺伝子の転写速度の
増加、(2)典型的には、インビボで容易にアッセイできる酵素のような、予め
決められたレポーター遺伝子によりコードされるポリペプチド産物の濃度の増加
又は豊富さ、及び/又は(3)逆ツーハイブリッド系を有する生物(例えば酵母
)における選択可能な又は他の同定可能なフェノタイプの変化。一般には、ポジ
ティブな読み出し条件を特徴づける選択可能な又は他の同定可能なフェノタイプ
の変化が生物体に、決まった媒質への選択性成長効果、接合フェノタイプ、特徴
ある形態又は発達段階、薬物耐性、又は検出可能な酵素活性(例えば、β-ガラ
クトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ等々)を付与する。転
写活性化因子は特異的遺伝子の発現をポジティブに調節するタンパク質である。
それらは、特異的DNA配列に結合して特異性を付与する一つの領域と、基本遺
伝子発現機構のタンパク質成分に結合する活性化ドメインと称される他の領域の
二つの構造ドメインに機能的に分割できる(Ma及びPtashne (1988) Cell 55:443
)。これらの二つのドメインは転写活性化因子として機能するためには物理的に
連結される必要がある。ツーハイブリッド系は、単離されたDNA結合ドメイン
を一タンパク質(タンパク質X)につなぎながら、単離された活性化ドメインを
他のタンパク質(タンパク質Y)につなぐことにより、この知見を利用する。X
とYが有意な程度に相互作用するとき、DNA結合及び活性化ドメインが今度は
連結され転写活性化因子の機能が再構成される(Fields及びSong (1989) Nature
340: 245)。酵母宿主株は、再構成された転写活性化因子がHIS3又はla
cZのような特定のレポーター遺伝子を発現させるように操作され、これがタン
パク質間の相互作用の読み出しをもたらす(上掲のField及びSong (1989);上掲
のChien等 (1991))。タンパク質間相互作用を監視するためのツーハイブリッド系の一つの
利点は物理的に弱いが生理的に重要なタンパク質間相互作用の検出の感度である
。しかして、これは、タンパク質間相互作用を検出するための他の方法に対して
顕著な利点を提供する。
【0083】 本発明は、典型的には第一のハイブリッドタンパク質、第二のハイブリッドタ
ンパク質、及びレポーター遺伝子をコードするポリヌクレオチドの形態のhSu
(fu)関連タンパク質ツーハイブリッド系を有する宿主生物体(典型的には単
細胞生物)をまた提供し、ここで、上記ポリヌクレオチドは一過性発現のために
導入されるか安定に複製される。ある実施態様では、宿主生物は酵母細胞(例え
ば、サッカロミセス・セレビシエ)であり、そこでは、レポーター遺伝子転写調
節配列がGal4応答性プロモーターを含む。(1)hSu(fu)ポリペプチ
ドに結合可能なGli及び/又はSlimbの結合断片に融合したGAL4 D
NA結合ドメイン(又はGAL4活性化ドメイン)をコードする発現カセット、
(2)Gli及び/又はSlimbポリペプチドに結合可能なhSu(fu)の
結合断片に融合したGAL4 DNA活性化ドメイン(又はそれぞれGAL4結
合ドメイン)をコードする発現カセット、及び(3)シス結合GAL4転写応答
要素を含むレポーター遺伝子(β-ガラクトシダーゼ)を含む酵母を薬剤スクリ
ーニングに使用することができる。このような酵母は試験薬剤と共にインキュベ
ートされ、レポーター遺伝子(例えば、β-ガラクトシダーゼ)の発現が決定さ
れる;対照培養物と比較してレポーター遺伝子の発現を阻害する薬剤の能力は、
候補Gli調節薬剤又はhSu(fu)調節薬剤として薬剤を同定する。酵母ツ
ーハイブリッド系を用いて哺乳動物(典型的にはヒト)cDNA発現ライブラリ
をスクリーニングすることができ、そこでは、cDNAがGAL4 DNA結合
ドメイン又は活性化ドメインに融合し、hSu(fu)又はGli及び/又はS
limbポリペプチド配列の何れかはGAL4活性化ドメイン又はDNA結合ド
メインにそれぞれ融合される。このような酵母ツーハイブリッド系はhSu(f
u)又はGli及び/又はSlimb配列に結合するタンパク質をコードするc
DNAをスクリーニングすることができる。例えば、DNAライブラリを、ヒト
成熟B細胞(Namalwa)系統(Ambrus等, (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.
A))又は他の適切な細胞型からのmRNAからつくり出すことができる。酵母ツ
ーハイブリッド発現系(Chien等, (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A)88:9
578)においてクローニングされたこのようなcDNAライブラリを、hSu(
fu)又はGli及び/又はSlimbと相互作用するタンパク質をコードし、
それによってGAL4-依存性レポーター遺伝子の発現を生じるcDNAsを同
定するために使用することができる。hSu(fu)又はGli及び/又はSl
imbと相互作用するポリペプチドは、また、抗体と共にhSu(fu)又はG
li及び/又はSlimbの免疫沈降と共沈種の同定によって同定することがで
きる。更に、hSu(fu)又はGli及び/又はSlimbと結合するポリペ
プチドを、hSu(fu)又はGli及び/又はSlimbポリペプチドでペプ
チドライブラリ(例えば、バクテリオファージペプチドディスプレイライブラリ
、空間的に定まったVLSIPSペプチドアレイ等々)をスクリーニングするこ
とによって同定することができる。
【0084】 本発明は(1)第一のhSu(fu)関連ポリペプチドと転写活性化因子活性
化ドメインを含む第一のハイブリッドタンパク質、(2)第二のhSu(fu)
関連ポリペプチドと転写活性化因子DNA-結合ドメインを含む第二のハイブリ
ッドタンパク質を有するツーハイブリッド系、宿主細胞、及び指示マニュアルを
含んでなるキットをまた提供する。このようなキットは第一及び第二ハイブリッ
ドタンパク質間の分子間結合を変える能力を試験する薬剤パネルを任意に含んで
もよい。 これらの細胞培養アッセイ及び動物実験で得られたデータは、ヒトで使用する
ための用量範囲の処方に用いられる。本発明の化合物の用量は、毒性を殆ど又は
全く持たない循環濃度の範囲内になければならない。用量は、用いる投与形態と
投与経路に依存してこの範囲内で変わりうる。
【0085】 3.アンチセンスヌクレオチド アンタゴニストの他の好ましい部類は遺伝子治療技術の使用を含み、アンチセ
ンスヌクレオチドの投与を含む。適用可能な遺伝子治療技術は、治療的に有効な
DNA又はmRNAの一回又は複数回投与を含む。アンチセンスRNA及びDN
Aは、インビボでの或る種の遺伝子の発現を阻止するための治療薬として使用で
きる。短いアンチセンスオリゴヌクレオチドを細胞に移入でき、それらは、細胞
膜による制限された取り込みによって引き起こされる低い細胞内濃度にも関わら
ず、阻害剤として作用する、Zamecnik等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 414
3-4146 (1986)。オリゴヌクレオチドは、例えば負に荷電したホスホジエステル
基を不荷電基で置換することにより、それらの取り込みを促進させるように修飾
することができる。 生存細胞に核酸を導入するために知られた種々の技術がある。該技術は、核酸
がインビトロ、エキソビボ、又はインビトロで培養された細胞に、又はインビボ
で対象とする宿主の細胞に移されるかに応じて変わる。インビトロで哺乳動物細
胞に核酸を移行するのに適した技術は、リポソーム、エレクトロポレーション、
マイクロインジェクション、細胞融合、DEAE-デキストラン、リン酸カルシ
ウム沈殿法などの使用を含む。現在好ましいインビボ遺伝子移行技術は、ウイル
ス(典型的にはレトロウイルス)ベクターでの形質移入及びウイルスコートタン
パク質−リポソーム媒介形質移入を含む、Dzau等, Trends Biotech. 11: 205-21
0 (1993)。幾つかの状況では、核酸供給源に標的細胞をターゲティングする試薬
を提供するのが好ましく、例えば、エンドサイトーシスを伴う細胞表面膜タンパ
ク質に特異的な抗体をターゲティング及び/又は取り込みの促進のために用いて
もよく、例えば、特定の細胞型向性のカプシドタンパク質又はその断片、サイク
リングで内部移行を受けるタンパク質の抗体、及び細胞内局在化をターゲティン
グし細胞内半減期を向上させるタンパク質である。レセプター媒介エンドサイト
ーシスの技術は、例えば、Wu等, J. Biol. Chem. 262: 4429-4432 (1987); Wagner等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 3410-3414 (19
90)に記載されている。既知の遺伝子標識及び遺伝子治療プロトコールのレビュ
ーについては、Anderson等, Science 256: 808-813 (1992)を参照のこと。 一実施態様では、hSu(fu)アンタゴニスト及び/又はアゴニスト分子は
細胞の内因性リガンドに結合するのに用いることができ、それにより、特に細胞
内のhSu(fu)のレベルが正常な生理的レベルを越える場合、細胞をhSu
(fu)野生型に非応答性とする。また、内因性hSu(fu)基質、又は望ま
しくない細胞反応(腫瘍細胞の増殖など)を活性化する複合体形成剤に結合する
のが有利であろう。 本発明の更なる実施態様では、hSu(fu)発現は、hSu(fu)タンパ
ク質の発現を低下させるのに有効な量のhSu(fu)アンチセンスRNA又は
DNAをhSu(fu)発現細胞に提供することにより低下させうる。
【0086】 腫瘍形成hSu(fu)遺伝子、例えば本発明の遺伝子配列を使用して容易に
同定され単離される腫瘍抑制活性に欠陥のある変異体遺伝子に特異的なアンチセ
ンス分子を用いて、hSu(fu)関連腫瘍が疑われるか有していることが示さ
れた細胞における発現をダウンレギュレートする。アンチセンス分子の投与は腫
瘍形成hSu(fu)活性を減少させる効果を有している。アンチセンス配列は
標的とされる欠陥性hSu(fu)遺伝子のmRNAに相補的であり、標的遺伝
子産物の発現を阻害する。 アンチセンス分子は合成オリゴヌクレオチドでありうる。そのようなアンチセ
ンスオリゴヌクレオチドは一般に少なくとも約7、通常は少なくとも約12、よ
り通常は少なくとも約20のヌクレオチド長で、約500以下、通常は約50以
下、より通常は約35ヌクレオチド長以下であり、ここで長さは交差反応性の不
存在を含む特異性、阻害効果等々により支配される。7から8の塩基長の短いオ
リゴヌクレオチドは遺伝子発現の強い選択的な阻害剤となりうることが見いださ
れた(Wagner等, Nature Biotechnology 14:840-844(1996)を参照)。内在性有
意鎖mRNA配列の特異的領域又は領域群は、好ましくはhSu(fu)突然変
異を包含するアンチセンス配列により補完されるように選択される。インビトロ
か動物モデルでの標的遺伝子の発現の阻害について候補配列をアッセイする。配
列の組み合わせもまた使用でき、そこではmRNA配列の幾つかの領域がアンチ
センス相補性に対して選択される。アンチセンス分子及び/又は他の阻害薬剤が
、進入を可能にする条件下で腫瘍細胞と接触させることによって投与される。該
分子は、例えばリポソーム懸濁液のような、溶液又は投与のための任意の他の薬
理学的に好適な形態で提供されうる。細胞による核酸の取り込みを向上させるた
めの当該分野で既知の多くの送達方法が存在する。有用な送達系は、センダイウ
ィルス-リポソーム送達系(Rapaport及びShai J. Biol. Chem. 269:15124-15131
(1994)を参照)、カチオン性リポソーム、ポリマー送達ゲル又はマトリックス、
多孔性気球カテーテル(Shi等, Circulation 90:955-951(1994);及びShi等, Ge
ne Therapy 1:408-414(1994))、レトロウィルス発現ベクター等々を含む。送達
ビヒクルとしてのリポソームの使用は興味ある方法の一つである。リポソームは
標的部位の細胞と融合し、細胞内腔の内容物を細胞内に送達する。リポソームは
、接触を維持する種々の手段、例えば隔離、結合剤等々を使用して、融合に十分
な時間の間、細胞との接触が維持される。リポソームは、センダイウィルス又は
インフルエンザウィルス等々のような膜の融合を媒介する精製タンパク質又はペ
プチドで調製されうる。脂質は、例えばホスファチジルコリンのようなカチオン
性脂質を含む既知のリポソーム形成脂質の任意の有用な組み合わせでありうる。
残りの脂質は通常は中性脂質、例えばコレステロール、ホスファチジルセリン、
ホスファチジルグリセロール等々である。
【0087】 I.診断的用途 ここに記載した本発明の化合物(例えば、ヒト及び脊椎動物hSu(fu)、
脊椎動物hSu(fu)変異体及び抗脊椎動物hSu(fu)抗体)の他の用途
は、hSu(fu)又はヘッジホッグシグナル伝達により疾患が幾分導かれたか
どうかの診断を助けることである。例えば、基底細胞癌細胞は活性なヘッジホッ
グシグナル伝達に関連している。 ヘッジホッグシグナル伝達によって特定の疾患が導かれるかどうかを決定する
診断アッセイは以下の工程を用いて実施される:(1)細胞又は組織の培養;(
2)hSu(fu)変調ヘッジホッグシグナル伝達を阻害可能な化合物の投与;
及び(3)ヘッジホッグシグナル伝達が対照に対して変調されている度合いの測
定。これらの工程は、本開示に基づいて標準的な技術を用いて実施することがで
きる。例えば、細胞又は組織の単離と培養又はインビボに標準的な技術を使用で
きる。
【0088】 以下の実施例は例示するためにのみ提供されるものであって、決して本発明の
範囲を限定することを意図するものではない。 本明細書で引用した全ての特許及び文献の全体を、出典明示によりここに取り
込む。 (実施例) 実施例で言及されている市販試薬は、特に示さない限りは製造者の使用説明に
従って使用した。ATCC受託番号を用いて以下の実施例と明細書全体を通して
特定されている細胞の供給源はバージニア州マナッサスのアメリカン・タイプ・
カルチャー・コレクションである。
【0089】 実施例1.ヒトhSu(fu)をコードするcDNAクローンの単離 公的な配列データベース(Genbank)を検索して、ショウジョウバエのメラノ
ガスターの融合タンパク質のサプレッサーと相同性を示すマウスESTを同定し
た(AA223637)。マウスESTの想定される推定アミノ酸配列はdSu
(fu)タンパク質の84のアミノ酸の64に一致した。ついで、このEST配
列を公的なESTデータベース(例えば、GenBank)と企業のESTデータベー
ス(例えば、LIFESEQ(登録商標)、Incyte Pharmaceuticals、Palo Alto, CA)を
含む様々なESTデータベースと比較して、相同性EST配列を同定した。比較
は、コンピュータプログラムBLAST又はBLAST2[Altschul等, Method
s in Enzymology, 266: 460-480 (1996)]を用いて実施した。既知のタンパク質
をコードせず、BLASTスコア70(又はある場合には90)又はそれ以上を
持つ比較物は、プログラム「phrap」(Phil Green, University of Washington,
Seattle, Washington)でクラスター形成してコンセンサスDNA配列に構築し
た。このコンセンサス配列はFig7(配列番号:3)に示され、ここでDNA
33454と命名される。 Fig7(配列番号:3)に示されたDNA33454コンセンサス配列に基
づいて、1)PCRにより対象とする配列を含むcDNAライブラリを同定する
ために、及び2)hSu(fu)の全長コード化配列のクローンを単離するプロ
ーブとして用いるために、オリゴヌクレオチドを合成した。正方向及び逆方向P
CRプライマーは一般に20から30のヌクレオチドの範囲であり、しばしば約
100−1000bp長のPCR産物をもたらすように設計される。プローブ配
列は、典型的には40−55bp長である。ある場合には、コンセンサス配列が
約1−1.5kbpより大きいときに更なるオリゴヌクレオチドが合成される。
全長クローンについて幾つかのライブラリをスクリーニングするために、ライブ
ラリからのDNAを、Ausubel等, Current Protocols in Molecular Biology に
従って、PCRプライマー対でのPCR増幅によりスクリーニングした。ついで
、ポジティブライブラリをプローブオリゴヌクレオチド及びプライマー対の一方
を用いて対象とする遺伝子をコードするクローンを単離するのに使用した。 PCRプライマー(正及び逆)を合成した: 正方向PCRプライマー 5'-CAGCCGAACCCGCTCCAGGTTAC-3'(配列番号:7) 逆方向PCRプライマー 5'-CATGGACTCTGTTGTCACCATAGAG-3'(配列番号:8
) さらに、ヒト胎児肺pRK5哺乳動物発現ライブラリを、次のヌクレオチド配列
を持つコンセンサスDNA33454配列から作成された合成オリゴヌクレオチ
ドハイブリダイゼーションプローブでスクリーニングした: ハイブリダイゼー
ションプローブ 5'-GAGCACTGGCACTACATCAGCTTTGGCCTGAGTGATCTCT-3'(配列番号:9)
【0090】 cDNAライブラリの作成のためのRNAはヒト胎児肺組織から単離した。c
DNAクローンの単離に用いたcDNAライブラリは、カリフォルニア州サンジ
エゴのInvitrogen からのもの等の市販試薬を用いて標準的な方法によって作成
した。cDNAは、NotI部位を含むオリゴdTでプライムし、平滑末端でS
alIヘミキナーゼ化アダプターに結合させ、NotIで切断し、ゲル電気泳動
法で適当にサイズ分類し、適切なクローニングベクター(pRKB又はpRKD
等;pRK5BはSfiI部位を含まないpRK5Dの前駆体である;Holmes等
, Science, 253: 1278-1280 (1991)参照)に、独特のXhoI及びNotI部位
において、所定の方向でクローニングした。 上述のようにして単離されたクローンのDNA配列決定により、hSu(fu
)の全長DNA配列(ここでDNA33455−1548と命名[Fig6A−
6B、配列番号:1])(UNQ650とも命名)と、hSu(fu)の誘導タ
ンパク質配列(配列番号:2;Fig1)が得られた。クローンUNQ650(
ここでDNA33455−1548と命名)は1999年3月5日にATCCに
寄託され、ATCC寄託番号PTA−127が付与された。 UNQ650(DNA33455−1548)の全ヌクレオチド配列はFig
6A−6B(配列番号:1)に示す。クローンUNQ650(DNA33455
−1548)はヌクレオチド位置74−76に見かけの転写開始部位を持ちヌク
レオチド位置1373−1375の停止コドンで終端する単一のオープンリーデ
ィングフレームを含む(Fig6A−6B)。予想されたポリペプチド前駆体は
433アミノ酸長である(Fig1)。Fig1に示される全長hSu(fu)
タンパク質は約47932ダルトンの推定分子量と約5.66のPIを有する。
Fig1(配列番号:2)に示された全長hSu(fu)配列の分析により次の
ものの存在が明らかになった:約アミノ酸265から約アミノ酸268の潜在的
なN-グリコシル化部位。hSu(fu)をdSu(fu)とアラインメントさ
せることにより、アミノ酸レベルで37.7%の同一性が明らかになり(Fig
1)、保存的アミノ酸置換を考慮に入れると63%まで増加した。Prositeデー
タベースに対してhSu(fu)を検索した結果、15の潜在的なリン酸化部位
が明らかになり、その幾つかが種間で保存されていた(Fig1に示す)。Pros
iteの検索により3つの候補PKAリン酸化部位がhSu(fu)に同定され、
dSu(fu)では何も同定されなかった。しかし、検索方策に幾つかの活性が
少ない潜在的なPKAリン酸化部位モチーフを含めることにより、hSu(fu
)に二つ(2)の更なる部位が同定され、dSu(fu)に5つのそのような部
位が同定された(Fig1)。PESTアルゴリズム(40)により、辺縁PE
ST配列が同定され、これはアミノ酸344−358にスパンしていた。hSu
(fu)遺伝子をFISH解析により染色体10、領域q24−q25にマッピ
ングした(Fig2)。 Fig1(配列番号:2)に示された全長配列のWU−BLAST2配列アラ
インメント分析を使用した、Dayhoffデータベース(version 35.45 SwissProt 3
5)の解析により、hSu(fu)アミノ酸配列と以下のDayhoff配列:S55695,
A45983, PAC4_RAT, P_R93246, S49624, CA39_CHICK, S30127, MTCI28_32, MTV04
3_60及びLEG3_CRILOとの間の有意な相同性が証明された。
【0091】 実施例2.ハイブリダイゼーションプローブとしてのhSu(fu)の使用 以下の方法は、hSu(fu)をコードするヌクレオチド配列のハイブリダイ
ゼーションプローブとしての使用を記載する。 全長又は成熟hSu(fu)(Fig6A−6B、配列番号:1に示す)のコ
ード配列を含むDNAは、ヒト組織cDNAライブラリ又はヒト組織ゲノムライ
ブラリにおける相同DNA類(hSu(fu)の天然に生じる変異体をコードす
るものなど)のスクリーニングのためのプローブとして用いられる。 何れかのライブラリDNAを含むフィルターのハイブリダイゼーションと洗浄
は、以下の高緊縮性条件下で実施した。放射性標識hSu(fu)誘導プローブ
のフィルターへのハイブリダイゼーションは、50%ホルムアルデヒド、5xS
SC、0.1%SDS、0.1%ピロリン酸ナトリウム、50mMリン酸ナトリ
ウム、pH6.8、2xデンハード液、及び10%デキストラン硫酸の溶液中で
42℃において20時間行った。フィルターの洗浄は、0.1xSSC及び0.
1%SDSの水溶液中、42℃で行った。 ついで、全長天然配列hSu(fu)をコードするDNAと所望の配列同一性
を有するDNAは、当該分野で知られている標準的な方法を用いて同定できる。
【0092】 実施例3.インサイツハイブリダイゼーションのためのハイブリダイゼーション
プローブとしてのhSu(fu)の使用 齧歯類Su(fu)mRNAへのインサイツハイブリダイゼーションを実施し
た。胎齢8.5日(E8.5)のマウス胚に対するホールマウントインサイツハ
イブリダイゼーションを(37)に記載されているようにして実施した。プロー
ブは、ヒト配列のヌクレオチド116−390(ヌクレオチド1=イニシエータ
ATGのA)に対応する、マウスSu(fu)cDNA PCR鋳型とT7RN
Aポリメラーゼで合成したジゴキシゲニン標識RNAであった。組織切片へのイ
ンサイツハイブリダイゼーションに対しては、ラットE11.5及びE15.5
全胚と、出生後1日(P1)のラット脳を、4%パラホルムアルデヒド中4℃で
終夜浸漬固定し、15%スクロース中で終夜凍結保護し、O.T.C.(VWR Scien
tific)に包埋し、液体窒素で凍結させた。成体マウス脳を粉末ドライアイスで
新鮮凍結させた。成体ラット脊髄及びマウス精巣をO.T.C.に包埋し、液体窒
素で凍結させた。切片を16μmで切断し、過去に記載されているようにして(
38)インサイツハイブリダイゼーションのために加工した。記載されたように
して(39)、33P-UTPで標識したRNAプローブを産生した。センス及
びアンチセンスプローブを、ヒト配列のヌクレオチド97−424を包含するh
Su(fu)cDNA PCR断片からT7RNAポリメラーゼで合成した。 ホールマウントインサイツハイブリダイゼーションにより、調べた最も早い発
育時点において、Su(fu)mRNAがE8.5マウスに広く発現されている
ことが明らかになった(Fig3A−3B)。標識は発育中の神経板の全体にわ
たって一様に強く見えた。心臓の原基のみがこの段階で特に標識されていなかっ
た(Fig3B)。E11.5のラットでは、Su(fu)メッセージが中枢神
経系、脊髄及び体節の全体にわたって広範に残っていた(Fig3C)。E11
.5及びE15.5ラットの脊髄の横断面には、活性な細胞増殖の領域である室
領域の発育中の神経上皮内に顕著なシグナルが明らかになった(Fig3E及び
3F)。脳、脊髄、腸、肺、および精巣を含むE15.5胚全体の組織がSu(
fu)に対して標識された;肝臓はほんの僅かなシグナルを示していた(Fig
3D)。P1ラットの脳においては、Su(fu)mRNAが広く発現され、神
経上皮、副脳室領域、及び海馬神経細胞フィールドにわたる顕著なシグナルを示
した(Fig3G)。メッセージは成体脳においては大いにダウンレギュレート
されていたが、全体にわたってなお弱く検出できた;比較的高い発現が海馬、小
脳顆粒及びプルキンエ細胞層、及び嗅球に観察された(Fig3H−3J)。 Dhhは精巣に特異的に発現され精子形成のために重要であるので(41)、
成体マウス精巣についてまたSu(fu)mRNAを調べた。精巣の断面には、
Su(fu)mRNAが精細管の部分集合に強く発現しており、その転写が胚芽
細胞の分化段階によって調節されうることを示唆している(Fig4A)。Su
(fu)メッセージが発達中の精母細胞の領域にわたって銀色顆粒の輪として観
察された(Fig4C及び4D)。尿細管内の多くの部位では、最も高い発現が
中央に集中しており、そこでは胚芽細胞分化の最後の段階が生じている(Fig
4E)。有意鎖対照プローブの隣接組織切片へのハイブリダイゼーションではバ
ックグラウンドを越えるシグナルは見られなかった(Fig4B)。
【0093】 実施例4.hSu(fu)遺伝子の染色体位置をマッピングするためのハイブリ
ダイゼーションプローブとしてのhSu(fu)の使用 hSu(fu)遺伝子の染色体の局在化を決定した。ヒト血液から単離したリ
ンパ球を、37℃で68−72時間の間、10%のウシ胎仔血清とフィトヘマグ
ルチニンを補填したアルファMEM中で培養した。培養物をBrdU(0.18
mg/ml;Sigma)で処理して細胞集団を同調させ、ついで無血清培地で
3x洗浄し、チミジン(2.5mg/ml;Sigma)を含むアルファMEM
にて37℃で6時間の間、再培養した。細胞を収集し、標準的な手順によってス
ライドを調製し、低張処理、固定及び空気乾燥を施した。全長hSu(fu)c
DNAをBioNick標識キット(Gibco BRL)を使用して15℃で2h、d
ATPの存在下にてビオチン標識した。蛍光インサイツハイブリダイゼーション
(FISH)を記載されたようにして実施した(35,36)。簡単には、スライド
を55℃で1hの間、焼き、RNA分解酵素で処理し、2xSSC中の70%の
ホルムアミドで2分間(70℃)変性させ、エタノール中で脱水した。プローブ
を、50%のホルムアミドと10%のデキストラン硫酸からなるハイブリダイゼ
ーション混合物中で5分間75℃にて変性させた。変性させた染色体調製物をプ
ローブと終夜ハイブリダイズさせ、洗浄し、蛍光抗ビオチン抗体とDAPI染色
で標識した。各染色体拡散体のDAPIバンド形成パターンとFISHシグナル
を別個に記録し、ついで重ね合わせてhSu(fu)マッピング位置をあてがっ
た。 上記のFISH分析により、hSu(fu)遺伝子は染色体10q24−25
にマッピングされた。興味深いことに、多形性膠芽腫、前立腺癌、悪性メラノー
マ及び子宮内膜癌を含む多くの腫瘍における異型接合性の喪失(LOH)分析に
基づいて、区間10q.23-qter内に腫瘍抑制遺伝子に対する二つの遺伝子座が
提案された(44−47)。この点において、多くの癌において突然変異してい
ることが見いだされ、この領域にまたマッピングする二つの候補腫瘍サプレッサ
ー遺伝子:10q23.3でのMMAC1/PTEN(48,49)と10q2
5.3−26.1でのDMBT1(悪性脳腫瘍において欠失)(50)が、最近記
載されている。hSu(fu)の染色体局在化は、hSu(fu)が活性な細胞
増殖の領域に高度に発現され(Fig3F−Jを参照)、HHシグナル伝達のイ
ンヒビターであるという知見と組み合わされて、hSu(fu)がPatchedのよ
うに腫瘍サプレッサーである可能性が極めて高いことを示している。
【0094】 実施例5:大腸菌におけるhSu(fu)の発現 この実施例は大腸菌中における組換え発現によるhSu(fu)の未グリコシ
ル化型の調製を例証する。 hSu(fu)をコードするDNA配列(配列番号:1)を、選択したPCR
プライマーを用いて最初に増幅した。プライマーは、選択された発現ベクターの
制限酵素部位に対応する制限酵素部位を含まなければならない。種々の発現ベク
ターを用いることができる。好適なベクターの例は、pBR322(大腸菌由来
のもの;Bolivar等, Gene, 2:95 (1977)を参照)であり、これはアンピシリン及
びテトラサイクリン耐性のための遺伝子を含む。ベクターは、制限酵素で消化さ
れ脱リン酸される。PCR増幅配列を、ついでベクターに結合させる。ベクター
は、好ましくは抗生物質耐性遺伝子、trpプロモーター、polyhisリー
ダー(最初の6つのSTIIコドン、polyhis配列、及びエンテロキナー
ゼ切断部位を含む)、hSu(fu)コード化領域、ラムダ転写終結区、及びa
rgU遺伝子を含む。 ライゲーション混合物は、ついで、上掲のSambrook等に記載された方法を用い
て選択した大腸菌を形質転換するのに使用される。形質転換体は、それらのLB
プレートで成長する能力により同定され、ついで抗生物質耐性クローンが選択さ
れる。プラスミドDNAが単離され、制限分析及びDNA配列決定で確認される
。 選択されたクローンは、抗生物質を添加したLBブロスのような液体培地で終
夜成長させることができる。終夜培養物は、続いて大規模培養の播種に用いられ
る。次に細胞を所望の至適密度まで成長させ、その間に発現プロモーターが作動
される。 更に数時間の培養の後、細胞を遠心分離により収集することができる。遠心分
離で得られた細胞ペレットは、当該分野で知られた種々の試薬を用いて可溶化さ
れ得、ついで可溶化されたhSu(fu)タンパク質を金属キレート化カラムを
用いてタンパク質を緊密に結合させる条件下で精製する。
【0095】 実施例6:哺乳動物細胞におけるhSu(fu)の発現 この実施例は哺乳動物細胞中での組換え発現によるhSu(fu)の潜在的に
グリコシル化された型の調製を例証する。 発現ベクターとしてベクターpRK5(1989年3月15日公開のEP307,247を参照
)を用いた。場合によっては、上掲のSambrook等に記載されたようなライゲーシ
ョン方法を用いて、hSu(fu)DNAを選択した制限酵素でpRK5に結合
させて、hSu(fu)DNAの挿入を行う。得られたベクターは、pRK5−
hSu(fu)と呼ばれる。 一実施態様では、選択された宿主細胞は293細胞とすることができる。ヒト
293細胞(ATCC CCL 1573)は、ウシ胎児血清及び場合によっては
滋養成分及び/又は抗生物質を添加したDMEMなどの培地中で組織培養プレー
トにおいて成長させて集密化した。約10μgのpRK5−hSu(fu)DN
Aを約1μgのVA RNA遺伝子をコードするDNA[Thimmappaya等, Cell,
31:543 (1982))]と混合し、500μlの1mMトリス-HCl、0.1mMの
EDTA、0.227MのCaClに溶解させた。この混合物に、滴下して、
500μlの50mMのHEPES(pH7.35)、280mMのNaCl、
1.5mMのNaPOを添加し、25℃で10分間析出物を形成させた。析出
物を懸濁し、293細胞に加えて37℃で約4時間静置した。培地を吸引し、2
mlのPBS中20%グリセロールを30秒間添加した。293細胞をついで無
血清培地で洗浄し、新鮮培地を添加し、細胞を約5日間インキュベートした。 形質移入後約24時間で、培地を除去し、培地(単独)又は200μCi/m
lの35S-システイン及び200μCi/mlの35S-メチオニンを含む培地
で置換した。12時間のインキュベーション後、条件培地を収集し、スピンフィ
ルターで濃縮し、15%SDSゲルに充填した。処理したゲルを乾燥させ、hS
u(fu)ポリペプチドの存在を現す選択された時間の間フィルムに露出した。
形質転換した細胞を含む培養物に、更なるインキュベーションを施し(無血清培
地中で)、培地を選択されたバイオアッセイで試験した。 これに換わる技術では、hSu(fu)は、Somparyac等, Proc. Natl. Acad.
Sci.,12:7575 (1981)に記載されたデキストラン硫酸法を用いて293細胞に一
過性に導入される。293細胞は、スピナーフラスコ内で最大密度まで成長させ
、700μgのpRK5−hSu(fu)DNAを添加する。細胞は、先ずスピ
ナーフラスコから遠心分離によって濃縮し、PBSで洗浄した。DNA−デキス
トラン沈殿物を細胞ペレット上で4時間インキュベートした。細胞を20%グリ
セロールで90秒間処理し、組織培養培地で洗浄し、組織培養培地、5μg/m
lウシインスリン及び0.1μg/mlウシトランスフェリンを含むスピナーフ
ラスコ中に再導入した。約4日後に、条件培地を遠心分離し、濾過して細胞及び
細胞片を除去した。ついで発現されたhSu(fu)を含む試料を濃縮し、透析
及び/又はカラムクロマトグラフィー等の任意の選択された方法によって精製し
た。
【0096】 他の実施態様では、hSu(fu)をCHO細胞中で発現させることができる
。pRK5-hSu(fu)は、CaPO又はDEAE-デキストランなどの既
知の試薬を用いてCHO細胞中に形質移入することができる。上記したように、
細胞培地をインキュベートし、培地を培養培地(単独)又は35S-メチオニン
等の放射性標識を含む培地に置換することができる。hSu(fu)ポリペプチ
ドの存在を決定した後、培地を無血清培地に置換することができる。好ましくは
、培地を約6日間インキュベートし、ついで条件培地を収集する。ついで、発現
されたhSu(fu)を含む培地を濃縮して、任意の選択される方法によって精
製することができる。 また、エピトープタグhSu(fu)は、宿主CHO細胞において発現させる
ことができる。hSu(fu)はpRK5ベクターからサブクローニングした。
サブクローン挿入物にPCRを施して、バキュロウイルス発現ベクター中のpo
ly-hisタグ等の選択されたエピトープタグと枠内で融合させる。poly-
hisタグhSu(fu)挿入物を、ついで、安定なクローンの選択のためのD
HFR等の選択マーカーを含むSV40誘導ベクターにサブクローニングできる
。最後に、CHO細胞をSV40誘導ベクターで(上記のように)形質移入する
ことができる。発現を実証するために、上記のように標識化を行ってもよい。発
現されたpoly-hisタグhSu(fu)を含む培地を、ついで濃縮し、N
2+-キレートアフィニティクロマトグラフィー等の任意の選択される方法に
より精製できる。 タンパク質間相互作用を研究すべく、様々なサブクローンとcDNA作成物を
hSu(fu)と多のタンパク質の生産のためにつくり出した。hSu(fu)
cDNAをCMV-系発現ベクター(pRK)中にサブクローニングし、そのカ
ルボキシ末端をflagペプチドでエピトープタグ化し、Fig10に提示され
たhSu(fu)-flag-エピトープタンパク質をコードする挿入物を含むp
RK.hSu(fu)を作った(配列番号:10)。(Ken Kinzler博士により提
供された)ヒトGli cDNAを同じ発現ベクターにクローニングし、9E1
0c-mycエピトープをアミノ末端(最初のATGの直ぐ後)に導入してpR
K.hGliを作った。(Mike Ruppert博士により提供された)ヒトGli 3を
pRKにまたクローニングした。挿入物の3'末端からの配列決定により、公開
された配列(32)と比較して位置4700に「T」ヌクレオチドが失われてい
て、タンパク質の早発の切断が生じていることが明らかにされた。部位特異的突
然変異誘発(Muta-Geneファージミドインビトロ突然変異誘発システム, Bio-Rad
)を用いてこの位置に「T」を加えてpRK.hGli3を作った。マウスGl
i2のコード領域を、鋳型としてMarathon ReadyマウスE11cDNA(Clonte
ch)を用いてTakaraLAポリメラーゼ(宝酒造株式会社)でのPCRによ
り得て、pRKにクローニングしてpRK.hGli2を得た。ヒトSlimb
配列(33)と比較して最初の22のアミノ酸を失っているマウスcDNASl
imbをGenome Systemsから取得し(クローン#1068742)5'RACE
によって伸長させた。幾つかの異なった5'RACE産物を回収したところ、遺
伝子がその5'末端に選択的スプライシングを受けていることが示唆された((
33)と(34)も参照)。公開されたヒトSlimbのアミノ末端に最も密接
に一致する配列を単離し、pRK中にクローニングしてpRK.mSlimbを
作った。mSlimb cDNAによって予測されるタンパク質はそのヒト対応
物(33)からの572のアミノ酸の9だけで異なっていた。グルタチオン-S-
トランスフェラーゼ(GST)-hSu(fu)発現作成物(pGEX.hSu(
fu))を、ファーマシアpGEXベクター系を使用して作製した。(GST)
-hSu(fu)(配列番号:11)の発現されたアミノ酸配列はFig11に
示している。
【0097】 実施例7:酵母菌でのhSu(fu)の発現 以下の方法は、酵母菌中でのhSu(fu)の組換え発現を記載する。 最初に、ADH2/GAPDHプロモーターからのhSu(fu)の細胞内生
産又は分泌のための酵母菌発現ベクターを作成する。プロモーター及びhSu(
fu)をコードするDNAを選択したプラスミドの適当な制限酵素部位に挿入し
てhSu(fu)の細胞内発現を方向付ける。分泌のために、hSu(fu)を
コードするDNAを選択したプラスミドに、ADH2/GAPDHプロモーター
をコードするDNA、天然hSu(fu)シグナルペプチド又は他の哺乳動物シ
グナルペプチド、あるいは例えば酵母菌アルファ因子もしくはインベルターゼ分
泌シグナル/リーダー配列、及び(必要ならば)hSu(fu)の発現のための
リンカー配列と共にクローニングすることができる。 酵母菌株AB110等の酵母菌は、ついで上記の発現プラスミドで形質転換し
、選択された発酵培地中で培養できる。形質転換した酵母菌上清は、10%トリ
クロロ酢酸での沈降及びSDS−PAGEによる分離で分析し、ついでクマシー
ブルー染色でゲルの染色をすることができる。 続いて組換えhSu(fu)は、発酵培地から遠心分離により酵母菌細胞を除
去し、ついで選択されたカートリッジフィルターを用いて培地を濃縮することに
よって単離及び精製できる。hSu(fu)を含む濃縮物は、選択されたカラム
クロマトグラフィー樹脂を用いて更に精製することができる。
【0098】 実施例8:バキュロウイルス感染昆虫細胞でのhSu(fu)の発現 以下の方法は、バキュロウイルス感染昆虫細胞中におけるhSu(fu)の組
換え発現を記載する。 hSu(fu)をコードする配列は、バキュロウイルス発現ベクターに含まれ
るエピトープタグの上流に融合させた。このようなエピトープタグは、poly
-hisタグと免疫グロブリンタグ(IgGのFc領域など)を含む。pVL1
393(Novagen)などの市販プラスミドから誘導されるプラスミドを含む種々
のプラスミドを用いることができる。簡単には、hSu(fu)又はhSu(f
u)のコード配列の所望部分、例えば成熟タンパク質をコードする配列が、5'
及び3'領域に相補的なプライマーでのPCRにより増幅される。5'プライマー
は、隣接する(選択された)制限酵素部位を包含することができる。生成物は、
ついで、その選択された制限酵素で消化され、発現ベクターにサブクローニング
される。 組換えバキュロウイルスは、上記のプラスミド及びBaculoGoldTMウイルスD
NA(Pharmingen)を、スポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)
(「Sf9」)細胞(ATCC CRL 1711)中にリポフェクチン(GIBCO-BRLから市販
)を用いて同時形質移入することにより産生される。28℃で4−5日インキュ
ベートした後、放出されたウイルスを収集し、更なる増幅に用いた。ウイルス感
染及びタンパク質発現は、O'Reilley等, Baculovirus expression vectors: A L
aboratory Manual, Oxford: Oxford University Press (1994)に記載されている
ように実施した。
【0099】 ついで、発現されたpoly-hisタグhSu(fu)は、例えば、Ni
-キレートアフィニティクロマトグラフィーにより以下のように精製できる。
抽出物は、Rupert等, Nature, 362:175-179 (1993)に記載されているように、ウ
イルス感染した組換えSf9細胞から調製した。簡単には、Sf9細胞を洗浄し
、超音波処理用バッファー(25mLのHepes、pH7.9;12.5mM
のMgCl;0.1mMのEDTA;10%のグリセロール;0.1%のNP
-40;0.4MのKCl)中に再懸濁し、氷上で2回20秒間超音波処理した
。超音波処理物を遠心分離で透明化し、上清を添加液(50mMのリン酸塩、3
00mMのNaCl、10%のグリセロール、pH7.8)で50倍希釈し、0
.45μmフィルターで濾過した。Ni2+-NTAアガロースカラム(Qiagen
から市販)を5mLの総容積で調製し、25mLの水で洗浄し、25mLの添加
液で平衡化させた。濾過した細胞抽出物は、毎分0.5mLでカラムに充填した
。カラムを、分画回収が始まる点であるA280のベースラインまで添加液で洗
浄した。次に、カラムを、結合タンパク質を非特異的に溶離する二次洗浄バッフ
ァー(50mMのリン酸塩;300mMのNaCl、10%のグリセロール、p
H6.0)で洗浄した。A280のベースラインに再度到達した後、カラムを二
次洗浄バッファー中で0から500mMのイミダゾール勾配で展開した。1mL
の分画を回収し、SDS−PAGE及び銀染色又はアルカリホスファターゼ(Qi
agen)に複合したNi2+-NTAでのウェスタンブロットで分析した。溶離し
たHis10−タグhSu(fu)を含む分画をプールし、添加液で透析した。 あるいは、IgGタグ(又はFcタグ)hSu(fu)の精製は、例えば、プ
ロテインA又はプロテインGカラムクロマトグラフィーを含む既知のクロマトグ
ラフィー技術を用いて実施できる。
【0100】 実施例9:hSu(fu)に結合する抗体の調製 この実施例はhSu(fu)に特異的に結合できるモノクローナル抗体の調製
を例示する。 モノクローナル抗体を生産する技術は当該分野で知られており、例えば、上掲
のGodingに記載されている。用いられ得る免疫原は、精製hSu(fu)、hS
u(fu)を含む融合タンパク質、及び細胞表面に組換えhSu(fu)を発現
する細胞を含む。免疫原の選択は、当業者が過度の実験をすることなく、なすこ
とができる。 Balb/c等のマウスを、完全フロイントアジュバントに乳化して皮下又は
腹腔内に1−100マイクログラムで注入したhSu(fu)免疫原で免疫化す
る。あるいは、免疫原をMPL−TDMアジュバント(Ribi Immunochemical Re
searh, Hamilton, MT)に乳化し、動物の後足蹠に注入される。免疫化したマウ
スは、ついで10から12日後に、選択したアジュバント中に乳化した付加的免
疫源で追加免疫する。その後、数週間、マウスを更なる免疫化注射で追加免疫す
る。抗hSu(fu)抗体の検出のためのELISAアッセイで試験するために
、レトロオービタル出血からの血清試料をマウスから周期的に採取することがで
きる。
【0101】 適当な抗体力価が検出された後、抗体に「陽性」な動物に、hSu(fu)の
静脈内注射の最後の注入をすることができる。3から4日後、マウスを屠殺し、
脾臓を取り出した。ついで脾臓細胞を(35%ポリエチレングリコールを用いて
)、ACTTから番号CRL1597で入手可能なP3X63AgU.1等の選
択されたマウス骨髄腫株化細胞に融合させた。融合によりハイブリドーマ細胞が
生成され、ついで、HAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、及びチミジン)
培地を含む96ウェル組織培養プレートに蒔き、非融合細胞、骨髄腫ハイブリッ
ド、及び脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害した。 ハイブリドーマ細胞は、hSu(fu)に対する反応性についてのELISA
でスクリーニングされる。hSu(fu)に対する所望のモノクローナル抗体を
分泌する「陽性」ハイブリドーマ細胞の決定は、当業者の技量の範囲内である。 陽性ハイブリドーマ細胞を同系のBalb/cマウスに腹腔内注入し、抗hS
u(fu)モノクローナル抗体を含む腹水を生成させる。あるいは、ハイブリド
ーマ細胞を、組織培養フラスコ又はローラーボトルで成長させることもできる。
腹水中に生成されたモノクローナル抗体の精製は、硫酸アンモニウム沈降、それ
に続くゲル排除クロマトグラフィ−を用いて行うことができる。あるいは、抗体
のプロテインA又はプロテインGへの結合に基づくアフィニティクロマトグラフ
ィーを用いることができる。
【0102】 実施例10.hSu(fu)に結合する抗体の使用 抗hSu(fu)抗体での免疫細胞化学。 hSu(fu)ポリクローナル抗
体を、精製したGST-hSu(fu)融合タンパク質でのウサギの免疫化によ
り産生した。得られた抗体をプロテインAカラムでのアフィニティークロマトグ
ラフィーによって精製した。 ProNectin F(Stratagene)被覆ガラスチャンバースライド中のサブコンフル
エントなCOS-7細胞に、DEAE-デキストランに続いてDMSOショックを
使用して、pRK.hSu(fu)、pRK.hGli、又は双方のプラスミドの
何れかを一過性に形質移入した。24時間後に、細胞を4%のパラホルムアルデ
ヒド中で10分間固定し、0.1%のトリトン-X100中で5分間透過処理し
、ブロックバッファー(PBS中5%のヤギ血清)中でブロックし、抗hSu(
fu)ポリクローナル(以下を参照)及び/又は抗c−mycモノクローナル抗
体(ジェネンテク;ブロックバッファー中3μg/mlで1時間)からなる一次
抗体と反応させた。細胞を洗浄し、それぞれ、ブロックバッファー中で1時間、
cy3−抗ウサギIgG(1:350)及び/又はcy2-抗マウスIgG(1
:100;Jackson ImmunoResearch)の何れかで標識した。スライドを洗浄し、
Fluoromount-G(Southern Biotechnology Assoc., Inc.)においてカバーガラス
をした。
【0103】 実施例11.hSu(fu)を含むタンパク質間相互作用 インビトロ共沈アッセイを実施してタンパク質間相互作用を研究した。NIH
-3T3細胞を、10%ウシ胎仔血清と100単位/mlのペンストレップ(成
長培地)を含むDMEM中で、10cm組織培養皿中で30%の集密度まで成長
させた。全体で10μgのDNA/皿、36μlのリポフェクタミン及び5ml
のoptiMEM(Gibco BRL)を用いて製造者のプロトコル(Gibco BRL)に従って
、リポフェクタミンを細胞に一過性に形質移入した。二つのプラスミドを同時に
形質移入するとき、各々の5μgを使用した。42時間後、細胞をPBS(4℃
)中で2x洗浄し、(20mMのHepes、pH8.0、150mMのNaC
l、1%のNP-40、それぞれ5μg/mlのロイペプチンとアプロチニン、
1mMのPMSF、及び250μMのオルトバナデートを含む)1mlの氷冷溶
解バッファー中に直接溶解させた。可溶化液を4℃で20分間回転させ、ついで
14000rpmにて20分間遠心分離し、上清を、2μlの抗flagM2モ
ノクローナル抗体(Kodak IBI)又は2μlの抗mycモノクローナル抗体(9
E10;ジェネンテク)の何れかでの終夜(4℃)の免疫沈降を施した。プロテ
インAセファロース(Pharmacia)を4℃にて1時間、添加した(溶解バッファ
ー中25μlの50:50スラリー)。ビーズを3x溶解バッファーで、また1
x0.5MのNaClで洗浄し、2xSDS添加液を添加し、試料を煮沸させ(
5分)、8%の変性SDSポリアクルルアミドゲル(Novex)上で電気泳動させ
た。ECL検出システム(Amersham)を使用して、タンパク質を、ニトロセルロ
ースへのブロッティング、flag又はmycエピトープへの抗体での探索によ
り検出した。 GST-融合タンパク質インビトロ結合アッセイを実施した。pGEX.hSu
(fu)をDH12S細菌細胞に形質転換し、500mlの終夜培養物を、製造
者のプロトコル(Pharmacia)に従ってGST-hSu(fu)融合タンパク質の
精製のために処理した。融合タンパク質を過剰の還元グルタチオンでビーズから
溶出させ、溶出させたタンパク質を、変性SDS-ポリアクルルアミドゲル上で
のOD280測定と可視化によって定量化した(データは示さず)。グルタチオ
ンセファロースビーズに4μgの融合タンパク質又はGST(Sigma)を4℃に
て2時間の間、負荷し、ついで結合バッファーで3x洗浄した。25μlのビー
ズ(50:50スラリー)を、50μl結合バッファー中に入った2−8μlの
35S-標識インビトロ翻訳hGli、mGli2、hGli3、mSlim
b、又はhSu(fu)と共に4℃にて2時間の間インキュベートした。ビーズ
を3x溶解バッファーで洗浄し、SDS-PAGEのために処理した。ゲルを続
いて固定し、ENHANCE(Dupont NEN)において増幅し、乾燥させ、Koda
k X-ARフィルムに曝した。結合バッファーは50mMのトリスHCl、pH8.
0、150mMのNaCl及びプロテアーゼインヒビターである(上述の通り)
。50μlの反応容積中において20μCi[35S]-メチオニン(Amersham)
及びSP6RNAポリメラーゼで、TNT結合網状赤血球溶解液系(Promega)
を使用して、pRK.hGli、pRK.mGli2、pRK.hGli3、pR
K.mSlimb、pRK.hSu(fu)及びSP6-ルシフェラーゼ対照プラ
スミドを転写し、インビトロで翻訳した。およそのタンパク質の定量のために、
各反応物の1μlに変性SDS-PAGEを施した。各タンパク質の等価量を結
合アッセイにおいて使用した。
【0104】 Dual-Luciferase Reporter Assay System (Promega, Inc)を使用して、ルシフ
ェラーゼレポーターアッセイを、記載されているようにして(24)、C3H1
0T1/2細胞において実施した。同時形質移入されたRenillaルシフェラーゼ
内部標準の活性に対してホタルルシフェラーゼレポーターの活性を基準化するこ
とにより、形質移入効率の差を修正した。 hSu(fu)の生化学相互作用と生物活性を決定した。過去の研究はショウ
ジョウバエGli相同体であるCiに対するdSu(fu)の結合を証明したの
で(29)、我々は類似の相互作用がそのヒトタンパク質対応物の間に存在する
かどうかを試験した。我々は免疫細胞化学を用いて、形質移入したCOS-7細
胞における一過性に過剰発現されたhSu(fu)及びhGliの細胞下局在化
を可視化した。個々に発現されると、hSu(fu)とhGliは細胞質全体に
わたって広く分散し、核内にしばしば検出された(Fig5A、上部パネル)。
また、それらはβ-チューブリン(データを示さず)のものと同様の染色パター
ンを示しており、それらが微小管と共存していることを示唆している。細胞をh
Su(fu)及びhGliで同時形質移入したとき、二重標識化がその染色パタ
ーンにおける広範なオーバラップを明らかにした。更に、hGliは細胞質の全
体にわたってもはや見いだされず、代わりに点状の密に染色された領域に集まっ
ており、これはまたhSu(fu)に対しても強く標識された(Fig5A、下
方パネル)。これらの密に染色された領域は、hSu(fu)だけを過剰発現す
る細胞には見られず、常に両方のタンパク質に対して染色されていたが、hSu
(fu)によるhGliの細胞質隔離を表しているかもしれない。 hSu(fu)によるhGliの細胞下隔離が二つのタンパク質間の生化学的
相互作用によるものであるかどうかを調べるために、我々はhGliでhSu(
fu)の共免疫沈降を調べた。NIH-3T3細胞にflagエピトープ-タグh
Su(fu)(pRK.hSu(fu))及びc−mycエピトープ-タグhGl
i(pRK.hGli)のための発現プラスミドを一過性に形質移入し、細胞を
42時間後に溶解し、溶解したタンパク質複合体を抗flag又は抗myc抗体
の何れかで免疫沈降させ、ついで交互抗体を用いてウェスタンブロットにかけた
。hSu(fu)又はhGliだけを発現する細胞からは共免疫沈降タンパク質
は検出されなかった(Fig5B)。これに対して、両方のタンパク質を同時発
現する細胞から、hSu(fu)がhGliで直ぐに共免疫沈降させられ、hG
liがhSu(fu)で直ぐに共免疫沈降させられた(Fig5B)。hSu(
fu)-hGliの相互作用はインビトロ結合アッセイを使用して確認された。
この目的のために、細菌により生産されたGST-hSu(fu)タンパク質を
グルタチオンセファロースビーズに負荷し、インビトロ翻訳35S-標識hGl
iを保持する能力を調べた。hGliはGST-hSu(fu)グルタチオンセ
ファロースビーズ上に特異的に保持されたが、GSTだけが負荷されたビーズに
は保持されなかった(Fig5C)。
【0105】 更なる実験において、我々は、hSu(fu)と相互作用するGli相同体で
あるGli2及びGli3の能力を調べた。35S-標識mGli2及びhGl
i3はGST-hSu(fu)-結合ビーズによって特異的に保持されたが、ルシ
フェラーゼ、負の対照は保持されなかった(Fig5C)。9E10c-myc
エピトープがタンパク質の端のカルボキシ末端に融合しているhGli3の型は
このアッセイにおいてhSu(fu)には結合せず(データは示さず)、Gli
3のカルボキシ末端領域が相互作用のためには重要であることを示している。 ここに提示された結合データは、脊椎動物Gliの活性がSu(fu)との相
互作用によって負に調節されることを示している。よって、機能性Gliレポー
ターアッセイにおいてhGliの活性をhSu(fu)が阻害できるかどうかを
調べた。このために、Gli結合部位(42)の9のコピーを単純ヘルペスウィ
ルスチミジンキナーゼ最小プロモーターに結合させたが、これがレポーターホタ
ルルシフェラーゼ遺伝子の転写を方向付ける。この作成物からのルシフェラーゼ
遺伝子の発現はGli及びShhレセプターの成分(24)によって特異的に調
節されることが分かった。過去に実証されているように(24)、無関係なタン
パク質をコードする発現プラスミド(pRK.EGFP)とルシフェラーゼレポ
ーター作成物とのC3H10T1/2の同時形質移入は、非常に低いレベルのル
シフェラーゼ活性という結果になった(Fig5D)。これに対して、hGli
発現プラスミドとのレポーター遺伝子の同時形質移入は、ルシフェラーゼ活性の
レベルがおよそ100倍増加する結果となった(Fig5D)。重要なことに、
dSu(fu)がCiの負の制御因子であるという考えと一致して、hGli活
性化レポーター発現が同時発現hSu(fu)の存在下で有意に抑制されたが無
関係なタンパク質ではそうではない(Fig5D)。興味深いことには、バック
グラウンドを越えるルシフェラーゼ活性の増加は、hSu(fu)が外因性hG
liの不在下でレポーター遺伝子と同時発現されたときに検出された(Fig5
D)。併せて考えると、我々の知見は、hSu(fu)のhGliとの物理的な
相互作用がその転写活性の不活性化に導くことを示している。 hSu(fu)作用の可能な機構の調査を開始するために、我々はhSu(f
u)と、Slimb/βTrCPの脊椎動物相同体である、Ciと他のタンパク
質のユビキチン-プロテアソーム分解経路へのターゲティングに関係しているF-
ボックス含有タンパク質との間の相互作用を調べた(31,34,43)。我々
は、インビトロ翻訳35S-標識mSlimbは確かにGST-hSu(fu)-
抱合グルタチオンセファロースビーズに特異的に結合するが、GST-抱合ビー
ズ単独には結合しないことを見いだした(Fig5C)。如何なる特定の作用機
構によっても限定されることを望むものではないが、hSu(fu)はおそらく
部分的にはhGliとSlimbの双方とのその物理的相互作用を通してSli
mb/βTrCP-依存プロテアソーム分解経路までhGliをターゲティング
することにより、hGliを不活性化することが提案される。あるいは、hSu
(fu)自体がSlimb-媒介分解の標的であり得、その分解がhGliを機
能させるようにできる。何れの場合でも、hSu(fu)はZnフィンガー転写
因子Gliを通してのヘッジホッグシグナル伝達の負の制御因子である。興味深
いことに、35S-標識Su(fu)はまたGST-hSu(fu)に結合し(F
ig5C)、hSu(fu)は2-ハイブリッドアッセイにおいてそれ自身に結
合することが見いだされており(データは示さず)、hSu(fu)が二量体と
して機能する可能性が非常に高いことを示している。
【0106】 更なる引用文献 1. Ingham,P.W. (1995) Curr. Opin. Genet. Dev. 5, 492-8 2. Hammerschmidt, M., Brook, A.及びMcMahon, A.P. (1997) Trends Genet. 13
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erhouse, D. (1998) J. Biol. Chem. 6, 3496-3501
【0107】 材料の寄託 次の材料をアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション, 10801ユニ
バーシティ・ブルーバード、バージニア州20110−2209、米国(ATC
C)に寄託した: 材料 ATCC寄託番号 寄託日 DNA33455-1548 PTA-127 1999年3月5日 この寄託は、特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条
約及びその規則(ブダペスト条約)の規定に従って行われた。これは、寄託の日付
から30年間、寄託の生存可能な培養が維持されることを保証するものである。
寄託物はブダペスト条約の条項に従い、またジェネンテク社とATCCとの間の
合意に従い、ATCCから入手することができ、これは、どれが最初であろうと
も、関連した米国特許の発行時又は任意の米国又は外国特許出願の公開時に、寄
託培養物の後代を永久かつ非制限的に入手可能とすることを保証し、米国特許法
第122条及びそれに従う特許庁長官規則(特に参照番号886OG638の3
7CFR第1.14条を含む)に従って権利を有すると米国特許庁長官が決定し
た者に子孫を入手可能とすることを保証するものである。
【0108】 本出願の譲受人は、寄託した培養物が、適切な条件下で培養されていた場合に
死亡もしくは損失又は破壊されたならば、材料は通知時に同一の他のものと即座
に取り替えることに同意する。寄託物質の入手可能性は、特許法に従いあらゆる
政府の権限下で認められた権利に違反して、本発明を実施するライセンスである
とみなされるものではない。 上記の文書による明細書は、当業者に本発明を実施できるようにするために十
分であると考えられる。寄託した態様は、本発明のある側面の一つの説明として
意図されており、機能的に等価なあらゆる作成物がこの発明の範囲内にあるため
、寄託された作成物により、本発明の範囲が限定されるものではない。ここでの
物質の寄託は、ここに含まれる文書による説明が、そのベストモードを含む、本
発明の任意の側面の実施を可能にするために不十分であることを認めるものでは
ないし、それが表す特定の例証に対して請求の範囲を制限するものと解釈される
ものでもない。実際、ここに示し記載したものに加えて、本発明を様々に改変す
ることは、前記の記載から当業者にとっては明らかなものであり、添付の請求の
範囲内に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【Fig1】 天然hSu(fu)の誘導アミノ酸配列(配列番号:2)を
示す。ヒトSu(fu)とショウジョウバエSu(fu)(配列番号:4)の推
定タンパク質配列のアラインメントが提示されている。同一の残基はボックスで
囲み、灰色に塗り潰した領域は保存された潜在的プロテインキナーゼCリン酸化
部位を示し、星印は保存された潜在的なカゼインキナーゼIIリン酸化部位を示
し、細い黒のバーはhSu(fu)(上のバーの配列)又はdSu(fu)(下
のバーの配列)における候補PKAリン酸化部位を示し、黒地に白の文字の部分
はPESTドメインを示している。ニードルマン-ウェンチ(Needleman-Wench)ア
ルゴリズム(Needleman及びWunsch (1970) J. Mol. Biol. 48:443)をアライン
メントに用い、二つのタンパク質間の37.7%の同一性と63%のポジティブ
度が明らかになった。433のアミノ酸配列ヒトタンパク質は47932の分子
量と5.66のpI(非グリコシル化)を有していると予想される。潜在的なN
-グリコシル化部位は265の位置にある、NLSG配列。図面と本出願全体を
通して用いた省略符号は次のものを含む:aa、アミノ酸(類);bp、塩基対
(類);cDNA、RNAに相補的なDNA;BLAST、ベーシックローカル
アラインメントサーチツール;ORF、オープンリーディングフレーム;UTR
、非翻訳領域;HH、ヘッジホッグタンパク質ファミリー;Hh、ショウジョウ
バエヘッジホッグタンパク質;Shh、ソニックヘッジホッグタンパク質;Dh
h、デザートヘッジホッグタンパク質;Ihh、インディアンヘッジホッグタン
パク質;dSu(fu);融合タンパク質のショウジョウバエサプレッサー;h
Su(fu)、融合タンパク質のヒトサプレッサー;Fu、ショウジョウバエ融
合タンパク質;hGli、ヒトGliタンパク質;mGli2、マウスGli2
タンパク質;hGli3、ヒトGli3タンパク質;Ci、ショウジョウバエ・
キュビタス・インターラプタス(Drosophila Cubitus interruptus)タンパク質
;Slimb、ショウジョウバエSlimbタンパク質;mSlimb、マウス
Slimbタンパク質;PKA、cAMP-依存性プロテインキナーゼ;FIS
H、蛍光インサイツハイブリダイゼーション;PCR、ポリメラーゼ連鎖反応;
EST、発現配列タグ;GST、グルタチオン-S-トランスフェラーゼタンパク
質;MEM、最少基本培地;E、胎齢;及び、PAGE、ポリアクリルアミドゲ
ル電気得泳動法。
【Fig2A−2B】 ヒトSu(fu)遺伝子の染色体局在化を示す。F
ig2Aはビオチン化hSu(fu)プローブのFISH局在化を示す。染色体
10の長腕への割当ては同じ有糸分裂像のDAPI-染色像を重ね合わせること
により達成した(Fig2B中)。Fig2BはFISHマッピングの結果を示
す図である。各ドットは単一の染色体拡散上の二重のFISHシグナルを表して
いる。分析した全体で100の細胞の内、72が特異的に標識された。
【Fig3A−3J】 胚性及び成体齧歯類組織におけるSu(fu)mR
NAの組織分布を示す。Fig3Aは、ホールマウント8.5日の胎齢(E8.
5)のマウスに対するマウスSu(fu)プローブを用いたインサイツハイブリ
ダイゼーションの背部の図を示し、Fig3Bは側部の図を表す。Fig3C−
3Jは、示した年齢での、ラット全胚(Fig3C及び3D)、神経管(Fig
3E及び3F)、又は脳(Fig3G、3H、3I及び3J)の矢状切片(Fi
g3C、Fig3D、Fig3I及びFig3J)又は冠状切片(Fig3E−
3H)に対するSu(fu)のインサイツハイブリダイゼーションを示す。Fi
g3JはFig3Iの小脳の更に高倍率の図を示す。スケールバー=0.27m
m(Fig3A及び3B)、0.5mm(Fig3C);1.67mm(Fig
3D)、0.16mm(Fig3E);0.59mm(Fig3F);1.14
mm(Fig3G);5.33mm(Fig3H);10mm(Fig3I);
及び1.03mm(Fig3J)。省略符号は次のものを含む:ps、原始線条
;np;神経板;hb、後脳;mb、中脳;fb、前脳;mes、中胚葉;so
m、体節;all、尿膜;man、第一大動脈弓の下顎骨成分;sc、脊髄;c
tx、皮質;di、間脳;cer、小脳;ton、舌;eso、食道;liv、
肝臓;gt、性器結節;lu、肺;dis、椎間板;mg、中腸;nt、神経管
;epen、上衣;nn、新皮質神経上皮;hip、海馬体;ssz、線条体副
脳室領域;th、視床;cau、尾状核;hyp、視床下部;olf、嗅球;i
c、下丘;suc、上丘。
【Fig4A−4E】 成体マウス精巣におけるSu(fu)の組織分布を
示す。Fig4AはSu(fu)プローブにハイブリダイズした成体精巣の断面
を示す。より高い倍率の図(Fig4C−4E)は、発達中の精母細胞(Fig
4C及び4D)への、又は幾つかの領域では、精細管の中心(Fig4E)への
Su(fu)mRNAの局在化を証明しており、そこでは、胚芽細胞分化の最後
の段階が生じている。Fig4Bはセンス鎖対照プローブでの精巣のハイブリダ
イゼーションを示している。スケールバーは1.0mm(Fig4A及び4B)
と0.065mm(Fig4C−4E)を表している。省略符号は次のものを含
む:st、精細管;ta、白膜;sg、精原細胞;sc、精母細胞;lc、ライ
ディッヒ細胞;sm、成熟精子;lu、細胞内腔。
【Fig5A−5D】 hSu(fu)の免疫細胞化学、生化学相互作用、
及び生物活性を示している。Fig5Aは形質移入COS-7細胞中でのhSu
(fu)及びhGliの共存を示す。Fig5Aに示したように細胞を、pRK
.hSu(fu)(Fig5A1)か、pRK.hGli(Fig5A3)か、又
は二つのプラスミドの双方(Fig5A2及び5A4)で、形質移入した;タン
パク質を24時間後に免疫化学的に染色し、蛍光顕微鏡で可視化した。形質移入
した細胞を固定し、膜透過化処理し、抗hSu(fu)及び抗c−myc一次抗
体を使用し、続いてcy3抱合抗ウサギIgG又はcy2抱合抗マウスIgGそ
れぞれを用いて、hSu(fu)(赤;Fig5A1及び5A2)及び/又はh
Gli(緑;Fig5A3及び5A4)に対して標識した。底部パネル(Fig
5A2及び5A4)は同時形質移入され両方のタンパク質に対して二重標識され
た細胞を示している。倍率:400x。Fig5Bは一過性に形質移入したNI
H-3T3細胞におけるhGliとhSu(fu)の共免疫沈降を示す。細胞を
、示されたプラスミド(全10μg)で形質移入し、42時間後に溶解し、溶解
物を抗flagM2抗体(flagタグhSu(fu)に対して)又は抗c−m
yc抗体(myc-タグhGliに対して)で免疫沈降させた。タンパク質複合
体に8%ゲル上で変性SDS-PAGEを施し、ニトロセルロースに移し、示さ
れたように、抗myc又は抗flag抗体でプローブ化した。ECL検出によっ
て抗体を可視化した。Fig5CはGST-融合タンパク質結合アッセイを示し
ている。タンパク質をインビトロ転写-翻訳によって35Sで標識し、GST-h
Su(fu)又はGSTの何れかに結合したグルタチオンセファロースビーズと
共に4℃で2時間の間、インキュベートした。洗浄後、結合したタンパク質をS
DS-泳動用バッファー中での煮沸により溶出させ、試料に10%又は8%(h
Su(fu)のみ)の変性SDS-PAGEを施した。ゲルを固定し、増幅し、
乾燥させてフィルムに露出した。各反応に使用された標識タンパク質の量は入力
(「in」)レーンに示したものの4倍であった。「Lucif」はルシフェラ
ーゼを示している。Fig5DはGli活性化レポーターアッセイを示している
。6ウェルのプレート中のC3H10T1/2細胞を、hSu(fu)、hGl
i、hSu(fu)+hGliのための発現作成物、又は空のベクター(pRK
5)(それぞれ0.5μg)と共に、ルシフェラーゼレポータープラスミド(1
μg)で二通りに一過性に形質移入した;形質移入したDNAの全量をpRK.
EGFPで2μgにした。細胞溶解物中の相対的ルシフェラーゼ活性を形質移入
後48時間で測定し、レニラルシフェラーゼ活性(pRL-TK;0.0025
μg/ウェル)に規準化した。データは3つの中の代表的な実験からの二通りの
決定の平均+/−SDを表している。
【Fig6A−6B】 天然配列hSu(fu)をコードするcDNAのヌ
クレオチド配列を示す。ヌクレオチド配列(配列番号:1)は天然hSu(fu
)をコードするヌクレオチド配列(ヌクレオチド74から1372)(配列番号
:2)を含み、ここでヌクレオチド配列(配列番号:1)はここで「UNQ65
0」及び/又は「DNA33455−1548」と命名されたクローンである。
開始コドンはヌクレオチド74から76にあり、「O]と表された停止コドンは
ヌクレオチド1373から1375にある。
【Fig7】 コンセンサス配列として構築された、ここでDNA3345
4(配列番号:3)と命名されたヌクレオチド配列を示す。下線の配列は融合体
のマウスサプレッサーと相同なプライマー配列を示している。
【Fig8】 ワシントン大学HHMIマウスESTプロジェクトを経由し
てMarra等により提供された、GenBank受託番号AA061391の融合遺伝子の
マウスサプレッサーのESTマウス精巣cDNAの275bpのヌクレオチド配
列(配列番号:5)を示す。
【Fig9】 融合遺伝子のサプレッサーと類似性を持つNT2ニューロン
前駆体937230cDNA(GenBank受託番号AA223637)として同定
されたESTヒト脳cDNAの346bpのヌクレオチド配列(配列番号:6)
を示す。ESTはワシントン大学HHMIマウスESTプロジェクトを経由して
Hillier等により提供された。
【Fig10】 hSu(fu)エピトープタグflagタンパク質のアミ
ノ酸配列(配列番号:10)を示す。
【Fig11】 hSu(fu)-GSTタンパク質のアミノ酸配列(配列
番号:11)を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 1/21 C12P 21/02 C 4C084 5/10 C12Q 1/02 4C085 C12P 21/02 G01N 33/15 Z 4C086 C12Q 1/02 33/50 Z 4H045 G01N 33/15 A61K 31/7088 33/50 39/395 H // A61K 31/7088 45/00 39/395 48/00 45/00 A61P 35/00 48/00 C12N 15/00 ZNAA A61P 35/00 5/00 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 デ ソーバージュ,フレデリック ジェ ー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94404, フォスター シティ,シューティング ス ター アイル 187 (72)発明者 ガーニー,オースティン,エル. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94402, ベルモント,デビー レーン 1 (72)発明者 ムロン,マクシミリアン スイス国 エパリンゲス シーエイチ− 1066,グランド ケミン 128 (72)発明者 ローゼンタール,アーノン アメリカ合衆国 カリフォルニア 94010, バーリンゲーム,チューリップ コート 40 (72)発明者 ストーン,ドンナ,エム. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94005, ブリスベーン,シエラ ポイント ロード 684 (72)発明者 ウッド,ウィリアム,アイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94010, ヒルズバラ,サウスダウン コート 35 Fターム(参考) 2G045 AA34 AA35 BB14 BB20 BB24 BB46 BB50 CB01 DA13 DA36 FB02 FB03 FB08 FB12 4B024 AA01 AA11 CA01 CA07 DA02 DA06 DA11 FA01 GA11 HA12 4B063 QA01 QA18 QQ08 QQ53 QQ79 QR32 QR55 QS33 QS34 QX01 4B064 AG01 AG27 CA19 CC24 DA01 DA13 4B065 AA26X AA72X AA91X AB01 AC14 BA02 CA24 CA44 CA46 4C084 AA13 BA35 NA14 ZB26 4C085 AA14 CC23 4C086 AA03 EA16 MA01 NA14 ZB26 4H045 AA10 AA11 AA20 BA41 CA40 EA20 EA50 FA74

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜433
    の配列を持つhSu(fu)ポリペプチドをコードするDNA分子、又は(b)
    (a)のDNA分子の相補鎖に対して少なくとも80%の配列同一性を有するD
    NAを含んでなる単離された核酸。
  2. 【請求項2】 Fig6A−6B(配列番号:1)の約74〜約1372の
    ヌクレオチド位置の配列を含んでなる請求項1に記載の単離された核酸。
  3. 【請求項3】 Fig6A−6B(配列番号:1)の配列を含んでなる請求
    項1に記載の単離された核酸。
  4. 【請求項4】 Fig6A−6B(配列番号:1)の約74〜約1372の
    ヌクレオチド位置の配列を有する核酸の相補鎖にハイブリダイズするDNAを含
    んでなる、hSu(fu)ポリペプチドをコードする単離された核酸分子。
  5. 【請求項5】 (a)ATCC寄託番号PTA−127(DNA33455
    −1548)のヒトタンパク質cDNAにコードされるのと同じ成熟ポリペプチ
    ドをコードするDNA分子、又は(b)(a)のDNA分子の相補鎖に対して少
    なくとも80%の配列同一性を有するDNAを含んでなる単離された核酸分子。
  6. 【請求項6】 ATCC寄託番号PTA−127(DNA33455−15
    48)のヒトタンパク質cDNAにコードされるのと同じ成熟ポリペプチドをコ
    ードするDNAを含んでなる請求項5に記載の単離された核酸分子。
  7. 【請求項7】 (a)Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基約1〜約4
    33の配列と少なくとも80%の配列同一性を有するポリペプチドをコードする
    DNA、又は(b)(a)のDNAの相補鎖を含んでなる単離された核酸分子。
  8. 【請求項8】 (a)Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約43
    3の配列を有するポリペプチドをコードするDNA、又は(b)(a)のDNA
    の相補鎖を含んでなる請求項7に記載の単離された核酸分子。
  9. 【請求項9】 (a)Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約43
    3の配列と比較して少なくとも80%のポジティブスコアを示すポリペプチドを
    コードするDNA、又は(b)(a)のDNAの相補鎖を含んでなる単離された
    核酸分子。
  10. 【請求項10】 少なくとも100のヌクレオチドを有し、(a)Fig1
    (配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約433の配列を有するhSu(fu)ポ
    リペプチドをコードするDNA分子、又は(b)(a)のDNA分子の相補鎖に
    緊縮性条件下で試験DNA分子をハイブリダイズさせ、試験DNA分子が(a)
    又は(b)に対して少なくとも約80%の配列同一性を有する場合に該試験DN
    A分子を単離することにより製造される単離された核酸分子。
  11. 【請求項11】 請求項1に記載の核酸を含んでなるベクター。
  12. 【請求項12】 該ベクターで形質転換された宿主細胞に認識されるコント
    ロール配列に作用可能に結合した請求項11に記載のベクター。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載のベクターを含んでなる宿主細胞。
  14. 【請求項14】 上記細胞がCHO細胞である請求項13に記載の宿主細胞
  15. 【請求項15】 上記細胞が大腸菌である請求項13に記載の宿主細胞。
  16. 【請求項16】 前記細胞が酵母細胞である請求項13に記載の宿主細胞。
  17. 【請求項17】 請求項12に記載の宿主細胞を、hSu(fu)ポリペプ
    チドの発現に適した条件下で培養し、細胞培養物からhSu(fu)ポリペプチ
    ドを回収することを含んでなるhSu(fu)ポリペプチドの製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項1に記載のDNAによりコードされた単離されたh
    Su(fu)ポリペプチド。
  19. 【請求項19】 Fig2(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約433の
    配列と少なくとも80%の配列同一性を有するポリペプチドを含んでなる単離さ
    れたhSu(fu)ポリペプチド。
  20. 【請求項20】 Fig2(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約433の
    アミノ酸残基を含んでなる請求項19に記載の単離されたポリペプチド。
  21. 【請求項21】 Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約433の
    配列と比較して少なくとも80%のポジティブスコアを示す単離されたhSu(
    fu)ポリペプチド。
  22. 【請求項22】 Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基1〜約433の
    配列を含んでなる単離されたhSu(fu)ポリペプチド、又は抗hSu(fu
    )抗体のための結合部位を提供するのに十分なその断片。
  23. 【請求項23】 ATCC寄託番号PTA−127(DNA33455−1
    548)として寄託されたベクターのcDNA挿入断片によりコード化される単
    離されたhSu(fu)ポリペプチド。
  24. 【請求項24】 (i)(a)Fig1(配列番号:2)のアミノ酸残基1
    〜約433の配列を有するhSu(fu)ポリペプチドをコードするDNA分子
    、又は(b)(a)のDNA分子の相補鎖に緊縮性条件下で試験DNA分子をハ
    イブリダイズさせ、上記試験DNA分子が(a)又は(b)に対して少なくとも
    約80%の配列同一性を有する場合に、(ii)上記ポリペプチドの発現に適し
    た条件下で上記試験DNA分子を含んでなる宿主細胞を培養し、(iii)細胞
    培養物から上記ポリペプチドを回収することにより製造される単離されたポリペ
    プチド。
  25. 【請求項25】 異種アミノ酸配列に融合したhSu(fu)ポリペプチド
    を含んでなるキメラ分子。
  26. 【請求項26】 上記異種アミノ酸配列がエピトープタグ配列である請求項
    25に記載のキメラ分子。
  27. 【請求項27】 上記異種アミノ酸配列が免疫グロブリンのFc領域である
    請求項25に記載のキメラ分子。
  28. 【請求項28】 hSu(fu)ポリペプチドに特異的に結合する抗体。
  29. 【請求項29】 上記抗体がモノクローナル抗体である請求項28に記載の
    抗体。
  30. 【請求項30】 上記抗体がヒト化抗体である請求項28に記載の抗体。
  31. 【請求項31】 hSu(fu)ポリペプチドのアンタゴニスト。
  32. 【請求項32】 生物有機化学的小分子である請求項31に記載のアンタゴ
    ニスト。
  33. 【請求項33】 アンチセンスヌクレオチドである請求項31に記載のアン
    タゴニスト。
  34. 【請求項34】 Hhシグナル伝達経路においてhSu(fu)の正常な機
    能を刺激又は亢進する脊椎動物hSu(fu)のアゴニスト。
  35. 【請求項35】 生物有機化学的小分子である請求項34に記載のアゴニス
    ト。
  36. 【請求項36】 hSu(fu)生物活性のアンタゴニスト又はアゴニスト
    をスクリーニングする方法において、 (a)培地中でhSu(fu)発現標的細胞を候補化合物に暴露し、 (b)処理した細胞のフェノタイプ又は機能変化を評点化し、 候補化合物に暴露していない対照細胞と該結果を比較することを含んでなる方法
  37. 【請求項37】 特定の疾患がヘッジホッグシグナル伝達によって変調され
    るかどうかを決定する診断方法において、 (a)試験細胞又は組織を培養し、 (b)hSu(fu)変調ヘッジホッグシグナル伝達を阻害可能な化合物を投
    与し、 (c)上記投与が試験細胞中におけるヘッジホッグ媒介フェノタイプ効果を生
    じたかを測定することを含んでなる方法。
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